Родился в селе Павловское Ардатовского уезда Нижегородской губернии (ныне не существует) в семье священника.

Отец академика Боголюбова Николая Николаевича.

Окончил Лысковское духовное училище (1886), Нижегородскую духовную семинарию (1892) и Московскую духовную академию (1896). Изучал семитологию и египтологию, а также историю раннего христианства в Берлинском университете.

Преподавал логику, психологию и историю философии в Нижегородской духовной семинарии (1897-1909) и Закон Божий, географию, русский язык, дидактику в женском епархиальном училище. В 1906-1909 годах являлся также главным редактором «Нижегородского церковно-общественного вестника».

1909-1913 - профессор Историко-филологического института кн. Безбородько в городе Нежин, ныне Черниговской области Украины.

1913-1918 - профессор богословия в Университете святого Владимира (г. Киев). Доктор богословия (1915).

После ликвидации кафедры богословия, служил священником в селе Великая Круча, ныне Пирятинского района Полтавской области Украины, настоятелем церкви св. Иоанна Богослова в Киеве, священником Покровской церкви в Киеве (1923-1925), настоятелем Спасской церкви в Нижнем Новгороде (1925-1934, с перерывом).

В 1928-1930 годах был арестован. 

Главные труды: «Теизм и пантеизм. Опыт выяснения логического взаимоотношения данных систем» (1899), «Основной вопрос о мировой жизни и сущность пантеизма» (1900), «Теизм и пантеизм» (1901), «Понятие о религии».

Жил в Горьком, похоронен на Бугровском кладбище. 

Память: в церкви Всемилостивейшего Спаса (Нижний Новгород, Нижегородский район, улица Максима Горького, 177/а), настоятелем которой в 1925-1934 годах был Боголюбов, установлена памятная доска (06.09.1998).