Etter å ha gått på skole siden 1823 ble han cand.theol i 1827, og kunne gå til virket som sogneprest i Buksnes i Lofoten fra 1827, året før han giftet seg med Elisabeth Musæus fra Stavanger, datter av sognepresdt Carl Fredrik Musæus og Maren Marie Mesch. Holmboe ble sogneprest i Tromsø i 1836 og fra 1839 også prost i prostiet. Fra 1860 til 1877 var han prest i Jevnaker.