С 1981 по 1999 гг. прошел путь от мастера производственного участка до гендиректора химзавода Заря в Рубежном. С 1999 по 2001 гг. был гендиректором АО "Лисичанскнефтеоргсинтез" (Лисичанский НПЗ). С августа 2001-го по февраль 2002-го - председателем правления АО "Укртатнафта" (Кременчугский НПЗ).
31 января 2002 года назначен председателем правления НАК "Нафтогаз Украины". С июля 2003-го по март 2005 года занимает пост первого зама министра топлива и энергетики - председателя правления "Нафтогаза Украины" (Сергея Ермилова - в 2003-2004 гг., Сергея Тулуба - в 2004-2005 гг.).
Бойко был председателем Республиканской партии Украины (РПУ). В 2006-м баллотировался в парламент V созыва по списку Оппозиционного блока "НЕ ТАК!", созданного на базе СДПУ(о) (лидером был Виктор Медведчук, экс-глава Администрации президента Леонида Кучмы). Блок не набрал достаточного количества голосов избирателей. Тем не менее, Бойко все равно оказался в выигрыше: 4 августа 2006 года его назначили министром топлива и энергетики Украины в правительстве Виктора Януковича.
На досрочных парламентских выборах-2007 оказался в проходной части списка Партии регионов. Для этого пришлось отказаться от полномочий главы РПУ и сдать партбилет.
После формирования коалиции в составе Блока Юлии Тимошенко и блока "Наша Украина - Народная самооборона" оставил пост министра. Его сменил Юрий Продан, получивший портфель по квоте БЮТ.
С марта 2010 года - министр топлива и энергетики Украины в правительстве Николая Азарова. 9 декабря Минтопэнерго и Минуглепром были реорганизованы, и Бойко возглавил Министерство энергетики и угольной промышленности.
24 декабря 2012 г. указом президента Виктора Януковича назначен вице-премьер-министром Украины.
27 февраля 2014 г. Верховная Рада Украины уволила Бойко с должности вице-премьер-министра.
За период управления "Нафтогазом" Бойко ставили в заслугу улучшение расчетов за природный газ украинскими потребителями, значительное увеличение доходов "Нафтогаза" и отчислений в госбюджет, прорыв в решении проблемы, связанной с погашением задолженности за газ перед Россией и Туркменистаном. В то же время тогдашняя оппозиция, а затем ставшая властью "оранжевая" команда приписала Бойко участие в построении сомнительных схем поставок российского и среднеазиатского природного газа в Украину. Политические оппоненты экс-министра и ряд экспертов считают, что он непосредственно приложил руку к появлению "украинско-газпромовской" компании "Росукрэнерго" (РУЭ), контролирующей львиную долю отечественного рынка природного газа, и в адрес которой обрушиваются потоки жесткой критики едва ли не с первого дня существования. 45-процентная доля этого предприятия принадлежит украинскому миллиардеру Дмитрию Фирташу, пребывающему в близких отношениях с Бойко.
Особо жесткие трения у Бойко сложились с экс-главой правительства Юлией Тимошенко. Так, в начале февраля 2008-го на тот момент премьер назвала соглашения, подписанные в 2004 году главой "Нафтогаза" с РУЭ, примером "самой плохой коррупции" и обвинила Бойко во всевозможных смертных грехах. По ее версии, "Нафтогаз" брал невыгодные кредиты, имеет огромные задолженности, подписывал "неправильные" документы, "сдал" "Росукрэнерго" украинские газовые хранилища по смешной цене. В результате, СНБОУ поручил правоохранительным органам провести расследование по факту возможных коррупционных действий при подписании соглашения с РУЭ.
В свою очередь, бывший министр неустанно твердил, что в схеме газопоставок с участием РУЭ не было ничего криминального.
Неоднократно называл себя противником передачи украинской газотранспортной системы в управление "Газпрому", но в то же время выступал за создание консорциума Украиной, Россией и Германией. Неслучайно в апреле 2007-го Бойко был назначен председателем газотранспортного консорциума, договоренность о создании которого между Украиной и Россией появилась еще в 2002 году и к которому в 2004-м согласилась примкнуть немецкая сторона в лице Ruhrgas AG.
В августе 2004 года "за полное урегулирование задолженности Украины за газ перед Российской Федерацией" Бойко был удостоен звания Герой Украины и ордена "Держава". Также за полное погашение украинской задолженности за газ награжден орденом Туркменистана.
