Originaire de Picardie, Daniel Boulnois est diplômé de l'Ecole des mines de Douai (promotion 1975). Il se marie et a 3 enfants.
Il démarre sa carrière en 1976 à la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement (DRIRE) Nord-Pas-de-Calais en qualité d'ingénieur subdivisionnaire à Valenciennes, où il reste jusqu'en 1981, puis à Boulogne sur Mer jusqu'en 1987.
Il devient ensuite Chef du Groupe de subdivisions de littoral de la DRIRE Nord Pas-de-Calais (arrondissements de Dunkerque, Calais, Saint-Omer, Boulogne et Montreuil) jusqu'en 1991, date à laquelle il intègre le Corps des Mines. Pendant la période de 1976 à 1991, il s'est occupé de dossiers d'installations classées et de dossiers sensibles relatifs au traitement d'effluents divers, de dépollution de sites industriels et de protection des eaux souterraines. Il est notamment partenaire-créateur puis animateur du secrétariat permanent pour la prévention des pollutions industrielles à Calais-Dunkerque.
En 1992, il rejoint l'Ecole des Mines de Douai dans un premier temps comme Directeur de la Recherche puis comme Directeur-Adjoint en 1993, sous l'autorité de Gustave DEFRANCE puis de Maurice COTTE.
En 1997, Daniel Boulnois quitte le Nord Pas-de-Calais pour prendre la tête de la Direction Régionale de l'Environnement (DIREN) Poitou-Charentes. Le 16 novembre 1999, il est nommé Directeur de l'Agence de l'Eau Rhin-Meuse où il succède à Bruno VERLON (en poste de 1992 à 1999), nommé directeur régional de l'industrie, de la recherche et de l'environnement d'Alsace en septembre. Daniel Boulnois occupe ce poste jusqu'en 2008. Il rejoint alors le Ministère de l'Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement (MEDDTL) en qualité d'Adjoint au Directeur Général de l'Aménagement, du Logement et de la Nature.
A l'âge de 60 ans, il succède à Jean-Claude DURIEZ à la tête de l'Ecole des mines de Douai le 1er avril 2012. Il est alors ingénieur général des mines.
Il est mis à la retraite de la fonction publique le 20 janvier 2018.