בוז'ילוב סיים בית ספר תיכון בסבישטוב וב-1902 החל לעבוד כפקיד בנק בעיר קיוסטנדיל. בהמשך, ובמשך 36 שנים הועסק בוז'ילוב בבנק הלאומי הבולגרי, תוך שהוא מכהן מספר פעמים כנגידו. בנובמבר 1938 מונה לשר האוצר בממשלתו של גאורגי קיוסאיבנוב, משרה שהחזיק גם בממשלתו של בוגדאן פילוב. ב-28 באוגוסט 1943 נפטר בוריס השלישי, מלך בולגריה, בוגדאן פילוב מונה לעוצר המלוכה והתפטר מתפקיד ראש הממשלה. בין 9 ל-14 בספטמבר כיהן שר הפנים פטר גברובסקי כראש הממשלה בפועל וב-15 בספטמבר מונה בוז'ילוב לתפקיד. בוז'ילוב כיהן גם כשר הפנים במקום גברובסקי שאולץ להתפטר. בוז'ילוב היה מלוכן ותמך בהצטרפות הבולגרית להסכם התלת-צדדי. במהלך כהונתו המשיך בוז'ילוב את המדיניות הבולגרית, שעיקרה תמיכה במדינות הציר ללא עירובו בפועל של הצבא הבולגרי בלחימה.