Den under-20 chefen ersätter Gareth Southgate, som övergav rollen som England manager efter Sam Allardyces avgång.
Boothroyd, 45, tog ansvar för U21-sidans sista två Euro 2017 kval och säkrade kval till sommarens final i Polen.
"Jag har varit på FA tre år; detta är det logiska nästa steg," sade han.
"Jag tror att jag är här på meriter eftersom jag har arbetat i alla fyra divisioner och jag har en förståelse för att tala med en League Two chef eller en Premier League chef och de problem de har."
Boothroyd var ansvarig för Watford för tre säsonger från 2005, initialt rädda klubben från nedflyttning till den tredje nivån innan leda dem till toppflygningen 2006.
Den Vicarage Road sidan slutade botten av Premier League följande säsong, sedan misslyckades med att göra en omedelbar avkastning, förlora i play-off semi-finalen.
Boothroyd lämnade följande säsong och hade en nio månaders stavning på Colchester och en 11-månaders stint på Coventry innan han tog ledningen på Northampton 2011.
Den sidan var botten av League Two på den tiden och Boothroyd guidade dem till säkerhet, och play-offs nästa säsong, innan de sparkas 2013 med klubben återigen sista i den fjärde nivån.
"Du kan fastna i ett jobb och jag var väldigt mycket på en hamster hjul i mina tidigare jobb," sade han BBC Radio 5 live.
"Men detta har återupplivat mig. Jag har sett spel jag bara kunde ha drömt om, träffat människor, varit på VM och jag känner att jag har vuxit enormt under de senaste tre åren."
Tidigare Watford och Coventry boss Aidi Boothroyd har bekräftats som chef för England Under-21 laget.