Den ännu otitlade boken kommer att visas 2013, 60-årsdagen av super-spionens första litterära utflykt, i Ian Flemings Casino Royale.
Boyd har avslöjat att hans berättelse kommer att markera en återgång till "klassisk Bond" och kommer att sättas i slutet av 1960-talet.
Han är den tredje författaren de senaste åren som bjudits in av Ian Flemings egendom för att skriva en officiell Bond-roman.
Före honom kom den amerikanske thrillerförfattaren Jeffery Deaver, som skrev Carte Blanche 2011; och Sebastian Faulks, vars Devil May Care publicerades för att markera Ian Flemings hundraårsjubileum 2008.
Deavers bok, som släpptes i maj förra året, utspelas i dag och porträtteras Bond som en Royal Naval Reserve veteran vars tjänst inkluderade en turné i Afghanistan. Den har sålt över 160.000 exemplar till dags dato och är ute i tidningen nästa månad.
Försäljning av Carte Blanche
 I sin öppningsvecka var ungefär en tredjedel av de som Faulks bok uppnådde under samma period.
Andra författare som tar sig an Flemings hjälte är John Gardner och Charlie Higson, författare till Young Bond
 Böcker.
Boyd sa att han hade "accepterat på en gång" när han blev inbjuden av Ian Flemings egendom att skriva den nya Bond-romanen.
"För mig verkade utsikten otroligt spännande och stimulerande - en en gång i livet utmaning," sade han.
"Faktum är att min far presenterade mig för James Bond romanerna på 1960-talet och jag läste dem alla då - From Russia with Love är min favorit."
Boyds romaner inkluderar A Good Man in Africa (1981), som vann Whitbread First Novel Award; An Ice-Cream War (1982), nominerad till Booker Prize; Brazzaville Beach (1990); Any Human Heart and Restless (2006).
Boyds "fascination" med Ian Fleming sågs tidigare i Any Human Heart (2002). Han skrev in Fleming i berättelsen och gjorde honom ansvarig för att rekrytera huvudpersonen Logan Mountstuart till marinens underrättelseavdelning under andra världskriget.
Boyd påpekar också att tre av hans manus har spelat storbilds Bond-skådespelare: Sean Connery i A Good Man i Afrika, Pierce Brosnan i Mr Johnson och Daniel Craig i The Trench.
"Tanken att dessa något slumpmässiga kontakter med Fleming och Bond skulle kulminera i mitt skrivande av en ny James Bond-roman är oemotståndligt tilltalande", sade Boyd.
"Det enda jag är beredd att säga i detta skede om den roman som jag kommer att skriva är att den kommer att sättas 1969."
Hans senaste roman, Waiting for Sunrise, publicerades i Storbritannien i februari och kommer ut i USA senare denna månad.
"William Boyd är en samtida engelsk författare vars klassiska romaner kombinerar litterära element med en bred appell", säger Corinne Turner, verkställande direktör för Ian Fleming Publications Ltd.
"Hans thrillers upptar den nisch som Ian Fleming skulle fylla om han skrev idag och med liknande stil och stil. Detta, tillsammans med hans fascination med Fleming själv, gör honom till det perfekta valet att ta Bond tillbaka till sin 1960-talsvärld."
Den nya Bond-romanen kommer att publiceras i Storbritannien och samväldet hösten 2013 av Jonathan Cape - Ian Flemings ursprungliga förlag - och samtidigt av HarperCollins Publishers i USA och Kanada.
Cape var också utgivare av den första officiella Bond-romanen någonsin efter Flemings död 1964, då Kingsley Amis skrev överste Sun som Robert Markham 1968.
Flemings första Bond-roman, Casino Royale, publicerades 1953. Sedan dess har Bond-böckerna sålt mer än 100 miljoner exemplar över hela världen.
De 14 böckerna, inklusive två novellsamlingar, kommer att lanseras på nytt i sommar.
Försäljningen kommer sannolikt att förstärkas av lanseringen i oktober av Daniel Craigs tredje 007-film Skyfall, som kommer 50 år efter den ursprungliga Bond-filmen, Dr No.
Bookernominerad författare William Boyd tar på sig uppdraget att skriva en ny James Bond roman.