Chef de la Résistance, Gaulliste, cet avocat de Gironde entra en politique après guerre. Conseiller des républicains sociaux, il débuta véritablement sa carrière politique en 1958, lorsqu’il fut élu député UNR de Gironde. L’année suivante, il devint maire de Libourne, après quoi il fut constamment réélu député et maire jusqu’à sa mort.

Il exerça des fonctions ministérielles pendant près de quinze ans — ce qui constitue un record de longévité à ce type de poste sous la Ve République — sous les présidences du général de Gaulle, de Georges Pompidou et Valéry Giscard d’Estaing. Membre de l’UNR, de l’UDR, puis du RPR fondé par Jacques Chirac, Robert Boulin est souvent présenté comme un homme intègre, possédant une grande capacité de travail et très apprécié de l’opinion publique, au point que sa nomination au poste de Premier ministre pour succéder à Raymond Barre fut régulièrement évoquée à partir de 1978.

Le 30 octobre 1979, son corps fut retrouvé au cœur de la forêt de Rambouillet (Yvelines). L’enquête judiciaire conclut à un suicide. Cette version fut ensuite contestée par la famille Boulin, des journalistes et des hommes politiques de l’époque, qui soutiennent qu’il s’est agi d’un assassinat politique. En septembre 2015 fut ouverte une information judiciaire pour « arrestation, enlèvement et séquestration suivi de mort ou assassinat » dans le but de clarifier les circonstances réelles de la mort du ministre.

Il repose dans sa commune de naissance, à Villandraut.