Format al Conservatori de Sofia i a l’École Normale de Musique de París, la seva assistència als Cursos de Darmstadt li despertà l’interès per la composició. El fruit fou la seva primera composició, Musique à trois. L’any 1957 decidí treballar amb L. Berio i B. Maderna, amb els quals entrà en contacte amb la música electrònica, i produí la seva primera obra en aquest gènere, Texte I. Si les peces electroacústiques tenen com a interès els paràmetres de l’imperceptibilitat, l’obra Grodek (amb text de G. Trakl) per a soprano, flauta i tres percussions destacà pel seu caràcter dramàtic. El reconeixement de Boucourechliev no arribà, però, fins la composició de la sèrie dels Archipels (1967-72). Dividida en cinc parts, cadascuna té autonomia, si bé s’insereix dins d’una voluntat expressiva de caràcter orgànic. El 1970, en el bicentenari del naixement de Beethoven, realitzà un homenatge al compositor alemany amb l’obra Ombres, per a onze instruments de corda, estrenada el mateix any a Brussel·les sota la direcció de P. Boulez.