Сын великого князя Владимира Александровича и великой княгини Марии Павловны, внук императора Александра II, брат вел. кн. Кирилла Владимировича и Андрея Владимировича; в 1919 эмигрировал в Париж.
Образование получил в Николаевском кав. училище (1896). Служил в лейб-гвардии Гусарском полку. Участник рус.-японской войны 1904-05. Был известен в петербургском обществе как любитель светских развлечений, изысканной кухни и большой поклонник женщин. 20.3.1914 назначен командиром лейб-гвардии Атаманского Наследника Цесаревича полка. Участник боевых действий, зарекомендовал себя храбрым и опытным офицером. За отличия 4.11.1914 награжден орденом Св. Георгия 4-й степени. 17.9.1915 отозван в Ставку и назначен и.д. походного атамана всех каз. войск при Верховном главнокомандующем (4.10.1915 утвержден). В апр. 1916 пожалован перначом — эмблемой атаманской власти (грамота 19.7.1916). Во время Февральской революции 1917 находился в Петрограде. Единственный из семьи после отречения отправился на помощь к Государю в Ставку (Могилёв). В марте 1917 арестован и до июня находился под домашним арестом в Английском дворце в Царском Селе. 7.8.1917 официально уволен от службы «по прошению» с мундиром. В сент. уехал к матери и брату в Кисловодск. В авг. 1918 арестован большевиками, освобожден отрядом ген. А.Г. Шкуро и бежал в горы Кабарды. С сент. 1918 жил в Анапе, а после освобождения Крыма от большевиков переехал в Кисловодск. В 1919 эмигрировал через Константинополь в Париж, позже переехал в Италию. 12.7.1919 женился на Зинаиде Сергеевне Елисеевой, урожденной Рашевской, разведенной дочери подполковника (брак бездетный).
После революции Борис и его возлюбленная Зинаида Рашевская был в той группе беженцев-Романовых, которая эмигрировала через юг России. В неё входили великая княгиня Мария Павловна Старшая, её второй сын Борис и третий сын Андрей Владимирович со своей любовницей Матильдой Кшесинской и их сыном Владимиром. Во второй половине 1917 года они оказались в Кисловодске, однако великая княгиня и оба её сына жили в отдельном доме, без своих возлюбленных, поскольку мать великих князей не признавала эти связи.
Как Кшесинская пишет в своих воспоминаниях, в начале 1918 года до Кисловодска «докатилась волна большевизма» — «до этого времени мы все жили сравнительно мирно и тихо, хотя и раньше бывали обыски и грабежи под всякими предлогами», пишет она. 7 августа 1918 года братья были арестованы и перевезены в Пятигорск, но через день отпущены под домашний арест. 13 числа Борис, Андрей и его адъютант полковник Кубе бежали в горы, в Кабарду, где и скрывались до 23 сентября. Кшесинская в итоге оказалась с сыном, семьей сестры, Рашевской и другими беженцами, которых было около сотни, в Баталпашинской (с 2 до 19 октября), откуда караван под охраной двинулся в Анапу, где решила обосноваться ехавшая под конвоем Мария Павловна. «В марте Борис и Зина заявили о своем намерении покинуть Россию и в конце месяца уехали за границу. Борис Владимирович хотел уговорить уехать и Великую Княгиню, но она категорически отказалась, и решение Бориса её страшно огорчило».
В 1919 году в Генуе женился на дочери полковника С. А. Рашевского — Зинаиде (3.11.1896 − 30.11.1963) — своей любовнице ещё с дореволюционных лет, от которой имел умершего в 1916 (?) младенца.
Брак был заключён в Генуе 12 июля 1919 года, в отсутствие ближайшей родни, пока ещё остававшейся в России. (Характерно, что Андрей, в отличие от Бориса, осмелился венчаться с Кшесинской во Франции только после смерти матери в 1920 году). Молодожены после свадьбы жили в Ницце.
Морганатический брак Бориса с неродовитой и разведённой женщиной лишил его гипотетических возможностей получить российскую корону после своего старшего брата Кирилла Владимировича. Титула «княгини» от Кирилла (считавшего себя Императором) новобрачная не получила, равно как и «морганатической» фамилии (в отличие от жены третьего брата Кшесинской, которая стала «светлейшей княгиней Романовской-Красинской»), поскольку «брак не был официально признан Кириллом Владимировичем». «Кирилл Владимирович крайне отрицательно отнесся к браку своего брата, и Борис Владимирович ни тогда, ни в дальнейшем даже не пытался получить от него согласие на этот союз». Далее «несмотря на личные добрые отношения, братья общались довольно редко из-за неприятия Кириллом Владимировичем супруги Бориса Владимировича и её родни»«Борис был счастлив в этом браке, но Кирилл Владимирович и Виктория Фёдоровна осуждали этот брак и не желали принимать его супругу. А он не желал у них бывать без своей жены. Поэтому они перестали видеться»
С 1922 года Борис с женой жили в парижском особняке на улице Мариньян (18 Rue de Marignan), недалеко от Елисейских Полей. От матери он унаследовал знаменитые изумруды (впоследствии — у Элизабет Тейлор), продав которые, смог приобрести замок Сан Суси (Sans Souci) в Мёдоне (недалеко от Парижа).
Кшесинская снова упоминает Зинаиду в своих мемуарах за 1940 год, когда немцы вторглись во Францию. Тогда из Парижа они с трудом добрались «к Великому Князю Борису Владимировичу и его жене Зине в Биарриц, куда они нас уже давно приглашали». Однако вскоре после их прибытия Франция сдалась, и немцы заняли и этот город. Семья вернулась из Биаррица в Париж. Во время войны супруги испытывали финансовые трудности, им пришлось продать замок и переехать на улицу Фэзандери (Rue de la Faisanderie) в Париже.
Борис умер в Париже 9 ноября 1943 года. Кшесинская описывает и это событие: «во время обеда Зина, его жена, нам позвонила, что Борису очень плохо. Мы сразу же полетели к нему, но было, увы, уже поздно. Мы застали его мертвым». Он был похоронен рядом с матерью в храме-усыпальнице в честь равноапостольных Марии Магдалины и великого князя Владимира в Контрексевиле (спустя двадцать лет там же была погребена и Зинаида).