С августа 1941 года — на фронтах Великой Отечественной войны. Воевал на самолётах СБ и Пе-2. Участник операции «Согласие» в составе 366-го бомбардировочного авиационного полка. С октября 1941 года на Закавказском фронте. Участник Битвы за Кавказ. В июле 1942 года в районе станицы Тацинской Ростовской области Боронин, совершая разведывательный полёт, обнаружил группу немецких танков и подверг их бомбардировке, уничтожив около 10 из них. Возвращаясь на аэродром, самолёт Боронина был атакован группой истребителей. Сбив два из них, Боронин приземлил свой повреждённый самолёт на поле и покинул его. Через две минуты самолёт взорвался. В начале августа 1942 года группа «Пе-2» в сопровождении истребителей, пилотом одного из которых был Александр Покрышкин, вылетела на бомбардировку колонны немецких войск в районе Севастополя. Сбросив бомбы, большинство самолётов стали возвращаться на базу, однако Боронин искал более серьёзную цель. Обнаружив большое скопление танков и автомашин противника на дороге, Боронин подверг его бомбардировке, нанеся врагу урон больший, чем вся группа вместе взятая. 4 октября 1942 года два бомбардировщика, один из которых пилотировал Боронин, подвергли бомбардировке театр и гостиницу «Бристоль» в Пятигорске, где в тот момент происходило награждение большой группы немецких офицеров. В результате бомбардировки погибли более 150 солдат и офицеров противника, в том числе 6 генералов.