Lucienne Boyer wurde im Quartier Montparnasse des 14. Arrondissements von Paris geboren. Sie verlor ihren Vater im Ersten Weltkrieg. Um ihrer Familie zu helfen, musste sie in einer Munitionsfabrik arbeiten, wurde aber bereits im Alter von dreizehn Jahren als Sängerin „entdeckt“. Nach kurzen Versuchen am Theater begann sie 1916/1917 in Kabaretts, unter anderem im "Théâtre de l’Athénée", im "Concordia" und im "l’Eldorado" zu singen. Sie errang ihre ersten Erfolge mit den Soldatenliedern "Madelon" und "Le père la victoire". 1927 trat sie in einem Konzert an der Seite des berühmten Sängers Félix Mayol (1872–1941) auf. Der amerikanische Produzent Lee Shubert (1871–1953) engagierte sie sofort für Auftritte auf dem Broadway in New York City, wo sie neun Monate verbrachte. Auch nach diesem Aufenthalt kehrte sie weiterhin zu Auftritten am Broadway zurück. Eine Schallplattenaufnahme ihres Erfolgsliedes „Parlez-moi d’amour“ ("Erzählen Sie mir von der Liebe") entstand 1930. Mit diesem, bereits 1924 von Jean Lenoir geschriebenen Lied gewann sie den Grand Prix du Disque der Akademie Charles Cros. 1939 heiratete sie den Sänger Jacques Pills (1906–1970), ihre Tochter Jacqueline wurde 1941 geboren. Sie wurde ebenfalls Sängerin und gewann 1960 den Grand Prix de l’Eurovision. Noch im Alter von 73 Jahren trat Lucienne Boyer gemeinsam mit ihrer Tochter in der Olympia Music Hall und verschiedenen Fernsehshows auf. 1955 veröffentlichte sie eine Autobiografie unter dem Titel "La gosse de Paris".