Boyle v letech 1982 až 1987 pracoval jako umělecký ředitel divadelní společnosti Royal Court. Později se přesunul do televize, kde režíroval řadu epizod populárních seriálů. V roce 1993 začal spolupracovat s Andrewem Macdonaldem a producentem Johnem Hodgem, kteří mu pomohli s jeho celovečerním debutem Mělký hrob. Po tomto úspěšném filmu vznikl ze spolupráce stejné trojice i veleúspěšný Trainspotting. Filmový hit o partě drogově závislých z Edinburghu konce 80. let udělal hvězdy z Ewana McGregora, Jonnyho Lee Millera a Roberta Carlylea. Snímek uzavírá první desítku žebříčku nejlepších filmů Britského filmového institutu a v roce 2004 byl v anketě zvolen nejlepším skotským filmem všech dob.

V roce 2009 získal Boyeleův Milionář z chatrče osm Oscarů včetně cen za nejlepší film i nejlepší režii, jeho snímek 127 hodin (2010) proměnil tři oscarové nominace. V lednu příštího roku bude mít v kinech premiéru dlouho očekávané pokračování kultovního Trainspottingu, které bude Boyle znovu režírovat.

V roce 2012 Boyle odmítl povýšení do šlechtického stavu, na které byl navržen za svou úlohu při letních olympijských hrách v Londýně. Podle britského tisku nabídku zdvořile odmítl s tím, že chce zůstat "mužem z lidu".