Trabajó en el Centro de Investigación Ames de la NASA. En la década de 1980 propuso utilizar el método de fotometría de tránsito para buscar exoplanetas. Sus propuestas fueron rechazadas repetidamente, pero construyó prototipos de laboratorio para demostrar la precisión del método. En 2001, la misión Kepler fue finalmente aprobada. El lanzamiento tuvo lugar en 2009 y el telescopio revolucionó la búsqueda de planetas. Borucki se jubiló en 2015. Fue galardonado con el Premio Shaw y el Premio Bower.