Родился в семье композитора Владислава Желеньского (1837-1921). По образованию врач. В 1905 году был одним из основателей кабаре «Зеленый шарик», для которого писал сатирические куплеты, позднее вошедшие в сборник «Словечки» (1911). Значительным вкладом Бой-Желеньского в польскую культуру явилась «Библиотека Боя» (около 100 томов), состоящая из сделанных им переводов французских классиков (Ф. Рабле, Ф. Вийон, М. Монтень, Ж.-Б. Мольер, Ж.-Ж. Руссо, Д. Дидро, П. Бомарше, О. де Бальзак и др.). Наряду с этим он опубликовал ряд статей о французских писателях. Тонкий знаток театра, он выступал с театральными рецензиями (серия сборников «Флирт с Мельпоменой», выходившая в течение нескольких лет). Бой-Желеньский был боевым публицистом, смело разоблачавшим консерватизм, ханжество, лицемерие, выступавшим против отживших нравственных норм и обычаев (сборники «Консисторские девицы», 1929; «Ад женщин», 1930; «Наши оккупанты», 1932 и др.). В 1939-1941 гг. Бой-Желеньский был профессором Львовского университета, вступил в Союз советских писателей. При захвате города фашистами был расстрелян.
Т. Бой-Желеньский начал свою литературную деятельность в кругу «Молодая Польша». Этому периоду посвящены его воспоминания «Живые люди» (1929) и «Ты знаешь край» (1931). В историко-литературных работах об А. Мицкевиче, А. Фредро, Н. Жмиховской и других польских писателях он вел острую полемику с академическим литературоведением, протестовал против искажения их облика. Статьи и книги Бой-Желеньского (в том числе биографическая повесть «Марысенька Собеская», 1937) характеризуются живым, увлекательным изложением, полемическим мастерством, страстностью и остроумием.