Борис Васильев ушел на фронт добровольцем в составе истребительского комсомольского батальона, и 3-го июля 1941 года был направлен под Смоленск. Попал в окружение, вышел из него в октябре 1941 г., потом был лагерь для перемещенных лиц, откуда по личной просьбе был направлен, вначале в кавалерийскую, а затем в пулеметную полковую школу, которую и закончил. Служил в 8-м воздушно-десантном гвардейском полку 3-й гвардейской воздушно-десантной дивизии. Во время воздушного десанта 16 марта 1943 года попал на минную растяжку и с тяжелой контузией был доставлен в госпиталь.
Осенью 1943 года поступил в Военную академию бронетанковых и механизированных войск. После окончания в 1946 году инженерного факультета академии работал испытателем колесных и гусеничных машин на Урале. Демобилизовался в 1954 году в звании инженер-капитана. В рапорте о демобилизации назвал причиной своего решения желание заниматься литературой.
Интерес к театру вскоре перерос в увлечение кинематографом. В 1955 году Борис Васильев поступил в сценарную мастерскую Главкино, и уже в 1958 году были сняты первые фильмы по его сценариям.
С 1967 года Васильев целенаправленно занялся прозой. Повесть «А зори здесь тихие…» сделала имя писателя широко известным. Пронзительная история о противостоянии группы девушек-зенитчиц немецким диверсантам никого не оставила равнодушным. В неторопливом повествовании через характер и переживания каждой героини Васильев смог передать весь пронзительный трагизм их гибели, весь ужас войны. Душевность, лиричность, отказ от шумного пафоса и героики, неприхотливый, но содержательный стиль сделали повесть одним из лучших произведений о войне.
В романе «В списках не значился», вышедшем в 1974 году, писатель рассказал о героической обороне Брестской крепости, которая «не пала, а истекла кровью». Подвиг её защитников воплощён в образе лейтенанта Николая Плужникова, в одиночку продолжавшего сопротивление даже спустя несколько месяцев. Теме войны и судьбам ветеранов посвящены многие произведения автора советской поры – «Великолепная шестёрка» (1980), «Вы чьё, старичьё?» (1982), «Неопалимая купина» (1986). Для всех них характерен трагичный финал. Васильев считал, что только так можно пробудить читателя от «летаргического сна души».
В 1993 году Борис Васильев подписал известное «письмо сорока двух» – воззвание известных литераторов-либералов к президенту Б.Н. Ельцину с призывом к решительным действиям против «врагов демократии». В 1997 году он получил премию имени академика А.Д. Сахарова, а в 2002 году стал членом комиссии по правам человека при президенте РФ. В 1999 и 2004 гг. за выдающийся вклад в развитие отечественной литературы писателя наградили орденом «За заслуги перед Отечеством» III и II степеней. Среди других его наград – советские ордена Трудового Красного Знамени, Дружбы народов и Отечественной войны II степени.