Après ses étude de médecine, Michel Boulvain se spécialise en gynécologie et obstétrique à l’Université Libre de Bruxelles. Il travaille ensuite pendant 5 ans dans plusieurs pays en voie de développement avec Médecins sans frontières. Dans les années 1990, sa carrière prend un nouveau tournant : après une formation en médecine maternelle et fœtale, il obtient en 1997 un PhD en épidémiologie de l’Université Laval, au Canada.

En 1997, il arrive à Genève où il offre un support méthodologique à la recherche clinique conduite dans le Département de gynécologie et obstétrique des HUG. Parallèlement, il est responsable de l’enseignement pré-gradué de l’épidémiologie et a une activité clinique en obstétrique. Il collabore fréquemment avec l’OMS, lors de consensus en obstétrique ou comme chairman du RP2 (Research Projects Review Panel). En 2003, nommé privat-docent de la Faculté de médecine, il prend la responsabilité de l’Unité de développement en obstétrique des HUG à la fonction de médecin adjoint agrégé. Ses recherches portent essentiellement sur l’épidémiologie périnatale et sur la recherche centrée sur les patientes, dans l’idée notamment d’évaluer les interventions cliniques, des plus courantes au plus complexes. Il s’est aussi attaché à une recherche transdisciplinaire afin de considérer les patientes dans leur globalité et non pas seulement sous un angle médical.

Nommé professeur associé en septembre 2010, il accède en 2019 à la fonction de professeur titulaire au Département de pédiatrie, gynécologie et obstétrique de la Faculté de médecine, et devient alors médecin-chef à l’Hôpital de Nyon. Il garde également une fonction de consultant au sein du Service d’épidémiologie clinique des HUG et d’enseignement et de recherche à la Faculté de médecine. Il prend sa retraite en septembre 2022.