Bolin wurde in Sioux City, Iowa, geboren. Mit sechs Jahren begann er Gitarre zu spielen und mit 17 Jahren spielte er professionell in lokalen Bands. 1969 schloss er sich der Band Zephyr an, die zwei Alben veröffentlichte, bevor sie sich 1971 auflöste. Bolin schloss sich dann der James Gang an und ersetzte Joe Walsh. Er nahm drei Alben mit der Band auf, bevor er sie 1973 verließ.
1975 wechselte Bolin zu Deep Purple und ersetzte Ritchie Blackmore. Er nahm ein Album mit der Band auf, Come Taste the Band, bevor er sie 1976 verließ. Bolin starb am 4. Dezember 1976 im Alter von 25 Jahren in Miami Beach, Florida, an einer Überdosis Drogen.
Bolin war ein hochqualifizierter Gitarrist, der von einer Vielzahl von Musikern beeinflusst wurde, darunter Jimi Hendrix, Eric Clapton und Jeff Beck. Er war bekannt für seinen flüssigen Spielstil und seine Fähigkeit, komplexe Melodien und Soli zu kreieren. Er war auch ein talentierter Songwriter und Sänger.
Bolins Tod war ein großer Verlust für die Musikwelt. Er war ein begabter Musiker, der das Potenzial hatte, einer der größten Gitarristen seiner Generation zu werden.