Diplômé de droit public, passé par l’Institut de préparation à l’administration générale de Lille, Serge Boulanger intègre dès le début de sa carrière le ministère de l’intérieur. D’abord responsable des ressources humaines des personnels administratifs, techniques et spécialisés de la police nationale, il est ensuite chargé de la gestion budgétaire au sein du cabinet du directeur général de la police nationale. Il devient alors l’adjoint du préfet secrétaire général de la préfecture de police, pour l’administration de l’ensemble des aspects de soutien des services de police d’Ile-de-France. Il sera appelé auprès du préfet de la Région Nord Pas de Calais, dont il dirigera le cabinet.
En 2015, il revient dans la capitale pour entrer au cabinet du préfet de police, dont il est le directeur adjoint. En 2018, il est nommé secrétaire général de la préfecture de Loire-Atlantique, également sous-préfet de l’arrondissement de Nantes. Il est rappelé à Paris en 2020 à préfecture de police, avec rang de directeur.
En 2022, il est promu préfet, avec la responsabilité opérationnelle de secrétaire général de la zone de défense de Paris. À ce titre, il veille sur la sûreté des Jeux olympiques et paralympiques de 2024 pour le site de Paris et de sa proximité.