Den norske Sky-rytteren kom mot mål sammen med lagkamerat Lars Petter Nordhaug.
Sistnevnte gjorde ingen forsøk på å spurte mot Boasson Hagen, og dermed kunne Boasson Hagen heve armene i været og passere mållinjen som vinner.
Samtidig kunne 25-åringen juble for at han nå får sykle Tour de France i den norske mestertrøyen.
– Utrolig gøy å ta seieren. Jeg fikk utrolig god hjelp fra Lillehammer-syklistene og nå mot slutten av Lars Petter, sa Boasson Hagen, som aldri før hadde vunnet en fellesstart i NM, til TV 2.
Han og Lars Petter Nordhaug rykket vekselvis underveis i løpet, og med ca. 23 kilometer igjen til mål fikk Norhaug en luke.
Like etter på klarte Boasson Hagen å rykke fra trioen Sven Erik Bystrøm, Alexander Kristoff og Vegard Stake Laengen, og fikk kontakt med Nordhaug.
Derfra og ut var det ingen tvil om hvem som ville stikke av med seieren.
Nordhaug trillet inn til andreplass, mens Alexander Kristoff kom inn til bronsemedalje.
(NRK/NTB)