Боян e най-малкият, пети син в семейството на поета революционер. Той е роден на 6 май 1866 г. в Калофер. Завършва местното класно училище. След смъртта на баща си заминава с майка си при своите по-големи братя във Влашко.

След Освобождението заедно с доведения син на Христо Ботев – Димитър Рашев, е изпратен да учи от Българското централно благотворително общество със стипендия в град Николаев, Русия. Прекъсва обучението си и постъпва в кадетския корпус на гимназията в Елисаветград. След това се завръща в България и постъпва във Военното училище.

През Сръбско-българската война от 1885 г. с Указ №38 на княз Александър Батенберг на випускниците на Военното училище, сред които е и Боян Ботев, е присвоено предсрочно звание портупей юнкер и им е разрешено да постъпят като доброволци в армията.

Боян е назначен в 7-а рота на 5-и пехотен Дунавски полк.

В сражението на Сливница в началото на ноември 1885 г. портупей юнкер повежда бойците си в щикова атака, но е смъртно ранен на няколко места от сръбски куршуми и щикове.

И друг брат на Ботев взема участие в тази война - Кирил Ботев. През 1885 г. в сражението при Сливница командва конен отряд на левия фланг на българската позиция.

След войната е назначен за командир на 3-ти конен полк в Пловдив. Със своето подразделение и останалите войски от Пловдивския гарнизон участва в контрапреврата срещу офицерите русофили, които детронират княз Александър Батенберг през 1886 г. Бил е командир а 3-та пехотна Балканска дивизия. На два пъти е назначаван за началник на Военното училище.

На 2 август 1912 г. по случай 25-годишнината от идването си в България, цар Фердинанд произвежда 6 генерал-майори в чин генерал-лейтенант. Кирил Ботев е един от тях. Това е първият случай в историята на българската армия, когато званието генерал-лейтенант е дадено на действащи офицери. До този момент то се е давало само на офицери от запаса.