Златю Бояджиев е роден на 22 октомври 1903 г. в Брезово в бедно земеделско семейство. Баща му го изпраща в Търговската гимназия в Пловдив с надеждата за сигурна професия, но младият Златю е привлечен от рисуването. По-късно селският труд, хората и пейзажът на родния край се превръщат в основни теми в изкуството му.

Първата му художествена среда е Пловдив. Името му се появява върху графични рисунки още през 1926 г., а работата в ателието по фирмопис на Гео Мирчев го сближава с Васил Бараков и Давид Перец. Тримата получават прозвището Бараците, а приятелството им се превръща във важен кръг в пловдивския художествен живот.

През 1932 г. Бояджиев завършва Художествената академия в София при професор Цено Тодоров и работи като учител в Пловдив. Съществен обрат настъпва през 1939 г., когато специализира в Италия и се среща непосредствено с предренесансовото и ренесансовото изкуство. Пътува и до галерии във Франция, Съветския съюз, Румъния, Югославия и Полша, а тези впечатления се усещат в ранните му композиции, портрети и пейзажи.

В първия период от творчеството му преобладават прецизната рисунка, ясната композиция и интересът към бита. Сред знаковите произведения са „Портрет на бащата на художника“, „Майката на художника“, „Брезовски овчари“, „На нивата“, „Жътва“, „Свинарка“, „Мини Перник“ и „Бригадири“.

През 1951 г. художникът получава инсулт. Дясната половина на тялото му е парализирана и той губи говора си. Въпреки това започва отначало – първо с малки знаци и упражнения, а после с рисунки и живопис, вече с лявата ръка. През 1953 г. отново рисува пейзажи на Стария Пловдив.

Особено важна е съдбата на „Баташкото клане“ – голямото платно е започнато преди инсулта, а последните му части са изпълнени след него с лявата ръка. Творбата се превръща в материален знак за промяната в живота и стила на художника. Самият Бояджиев казва: „Има един-единствен художник Златю Бояджиев – и до инсульта, и след инсульта“. Васил Бараков го описва като човек, който е вникнал най-дълбоко във вечното движение на времето чрез вътрешното си прозрение.

След 1951 г. картините на Бояджиев стават по-експресивни, наситени с необичайни образи и многолюдни сцени. Сред късните му произведения са „Към кланицата“, „Стълпотворение“, „Апокалипсис“ и „Нестинари“. Художникът умира на 2 февруари 1976 г., но двете различни лица на творчеството му продължават да се разглеждат като части от една цялостна художествена биография.