С июня 1945 года Бояров служил в подразделениях радиоконтрразведки, был секретарем комитета комсомола НКГБ – МГБ Украины, с 1949 года – во 2-м Управлении (контрразведка) КГБ при СМ Украинской ССР, был секретарем парткома. В 1956 году в течение полутора месяцев он находился в командировке в Венгрии с задачей оказать содействие войскам по предотвращению ухода путчистов за границу, выявить среди них главных зачинщиков беспорядков. С 1959 по 1961 год Бояров возглавлял 1-й отдел 2-го Управления – контрразведка против США. Под его руководством были разоблачены семь американских агентов. Все они признали свою вину, были судимы и осуждены в соответствии с законом. На тот момент Боярову едва исполнилось 30 лет.

После окончания 101-й школы КГБ в 1963 году Боярова направляют в Лондон заместителем резидента по линии «КР» (внешняя контрразведка), где он остается до августа 1965 года. После возвращения его назначают заместителем начальника Службы № 2 (внешняя контрразведка) ПГУ КГБ при СМ СССР, начальником которой до ноября 1969 года был Григоренко. После перехода Григоренко во Второй Главк Бояров становится начальником Службы № 2. Именно при нем, в 1972 году, на базе этой Службы создается Управление «К» ПГУ КГБ СССР, а Бояров получает звание генерал-майора. В марте 1973 года он становится заместителем начальника Второго Главка КГБ СССР, причем с 1980 года – первым заместителем в звании генерал-лейтенанта.

В 1985 году Виталий Константинович Бояров довольно неожиданно покидает КГБ и становится вначале первым заместителем, а потом начальником Главного управления государственного таможенного контроля при СМ СССР. Сам он вспоминает об этом так: «”По крупицам собирайте и приносите все, что касается коррупции, – сказал мне однажды Андропов, – скоро эта проблема станет для нас первостепенной”». Под руководством Боярова был принят Таможенный кодекс СССР. Однако здесь в его судьбе возникли проблемы, о которых он говорит с горечью: «В соответствии с новым кодексом руководящий орган нашей таможенной службы должен был называться Таможенным комитетом СССР. Дело моего переназначения казалось чистой формальностью, но все же требовало официального решения руководства страны. Бывший тогда премьер-министром Валентин Павлов сказал мне, что дело это решенное и он уже письменно представил меня Горбачеву как единственно возможную кандидатуру. А через пару дней премьер смущенно показал мне полученный им ответ: “От назначения воздержаться”. Сказал, что на вопрос “почему” Горбачев ответил ему: “Возражает Крючков”. Вот так!»