Điệp vụ Boston có hai album nhạc riêng biệt, một album nhạc dùng trong phim tập hợp các bản nhạc có sẵn, chủ yếu là các bài hát thuộc thể loại pop/rock được đạo diễn Martin Scorsese đưa vào tác phẩm, album thứ hai là album nhạc phim do Howard Shore sáng tác. Tuy bộ phim mở đầu với bản rock "Gimme Shelter" của nhóm The Rolling Stones nhưng bài hát này lại không xuất hiện trong album nhạc phim. Một số bài hát khác xuất hiện trong phim nhưng không có mặt trong album nhạc phim là "Thief's Theme" của Nas, "Well Well Well" của John Lennon, "Bang Bang" của Joe Cuba và Chương II Sextet của vở opera Lucia di Lammermoor do Donizetti sáng tác. Ca khúc nổi bật trong phim có thể kể tới "I'm Shipping Up to Boston" của nhóm punk rock Dropkick Murphys với phần lời do Woody Guthrie sáng tác, bài hát này đã được sử dụng nhiều lần sau đó và giúp đem lại danh tiếng cho nhóm Dropkick Murphys. Điệp vụ Boston cũng sử dụng bản phối "Comfortably Numb" (do Pink Floyd sáng tác) được Roger Waters và Van Morrison trình diễn trong buổi hòa nhạc tại Berlin năm 1990. Bộ phim được kết thúc với bản phối "Sweet Dreams" (Don Gibson sáng tác) do Roy Buchanan trình diễn.

Album thứ hai là tập hợp các sáng tác của Howard Shore dành riêng cho Điệp vụ Boston. Các nghệ sĩ trình diễn gồm Sharon Isbin, G.E. Smith, Larry Saltzman và Marc Ribot. Phần nhạc này được thu âm tại phòng thu của chính Shore ở New York. Đây là lần đầu tiên Howard Shore cộng tác với Martin Scorsese, trước đó ông từng sáng tác nhạc phim cho nhiều tác phẩm nổi tiếng như Sự im lặng của bầy cừu hay bộ ba phim Chúa tể của những chiếc nhẫn (đem về cho ông 3 giải Oscar nhạc phim và bài hát trong phim). Những bản nhạc Howard Shore dùng trong Điệp vụ Boston được đánh giá là mang nhiều màu sắc sống động và hòa nhập rất tốt với không khí dồn dập của những cuộc truy đuổi giữa hai điệp viên nằm vùng trong phim,[18] chính đạo diễn Scorsese cũng cho biết ông rất yêu thích những sáng tác cho Điệp vụ Boston của Shore.[4]