Med utbruddet av første verdenskrig sluttet Boillot seg til det nye franske Air Force, men fikk først oppgaven med å være sjåfør øverstkommanderende, general Joseph Joffre, som brukte Boillot for rask kjøring da han personlig måtte føre tilsyn med den franske hæren. Frustrert over å ha blitt trukket bort fra frontlinjene, bad han om å få delta i en kampenhet og blev straks et flyeress. I løpet av sin tid som en flyer fikk han Croix de Guerre og Æreslegionen. Den 21. april 1916 kom flyet hans i kamp med fem tyske Fokker, og han var i stand til å skyte ned et før han selv ble skutt ned og havarerte i nærheten Bar-le-Duc. Han ble alvorlig skadet og døde på et militærsykehus i Vadelaincourt, Meuse.