Борис Патон был сыном академика, директора Института электросварки и преподавателя Киевского политехнического института Евгения Патона. Он сам окончил Киевский политех и потом более 70 лет работал в Институте электросварки, получившего имя его отца.
Автор свыше 1000 публикаций и более 400 изобретений. Его исследования и изобретения посвящены процессам автоматического и полуавтоматического сваривания под флюсом, разработке теоретических основ создания автоматов и полуавтоматов для дугового сваривания и сварочных источников питания; условиям продолжительного горения дуги и её регулирования; проблеме управления сварочными процессами. Также он активно работал над созданием сварочных роботов. Большое внимание уделял изучению металлургии сваривания, усовершенствованию существующих и созданию новых металлических материалов.
Возглавлял исследование по применению сварочных источников теплоты в специальных плавильных агрегатах, которые увенчались созданием новой области качественной металлургии — спецэлектрометаллургии (электрошлаковый, плазмово-дуговой и электронно-лучевой переплавы).