Один из основоположников сейсмологии, геофизик, изобретатель первого электромагнитного сейсмографа (1906). В 1911 году избран президентом Международной сейсмологической ассоциации.
Князь, принадлежал роду Голицыных, одному из ведущих аристократических домов царской России.
В честь Б. Б. Голицына названо научно-исследовательское судно «Академик Голицын».
По образованию Б. Б. Голицын — морской офицер, окончил Морской кадетский корпус, затем учился в Николаевской морской академии.
В 1887 году оставил военную службу и продолжил образование в университете Страсбурга.
С 1892 года преподавал в Московском университете, затем стал профессором физики Юрьевского университета.
В 1897 году занял кафедру опытной физики в Женском медицинском институте в Санкт-Петербурге.
В 1913 году назначен директором Главной физической обсерватории (ГФО), ныне «Главная геофизическая обсерватория» им. А. И. Воейкова (ГГО).