Родился в Санкт-Петербурге в семье генерал-лейтенанта Николая Александровича Воейкова. Образование получил в Пажеском корпусе, по окончании которого по первому разряду 7 августа 1887 года был выпущен корнетом в Кавалергардский полк.

Воейков возглавлял российскую делегацию на V Олимпийских играх в Стокгольме (1912). В 1913 году в своих пензенских владениях построил завод минеральной воды «Кувака» и наладил сбыт в России и Западной Европе. В годы Первой мировой войны занимался разработкой программы «Мобилизация спорта» для молодежи, подлежащей призыву в армию.

Был приближенным императора Николая II и с 1913 по 1917 год занимал должность дворцового коменданта. Отвечал за безопасность и охрану царской семьи, а также за организацию официальных мероприятий во дворце.

Имение Воейкова располагалось на территории села Каменка (ныне — город) Пензенской области. Благодаря ему в селе за короткий срок возвели крупные общественные здания (банк и почту), две мельницы, кирпичный завод и складские помещения при станции, а также начали сажать сахарную свеклу (в перспективе планировалось создание сахарного завода). Кроме того, Воейков содержал конный завод, откуда лошади поставлялись в кавалерию.

Председатель Российского общества здравниц и курортов (1915).

Во время Февральской революции 1917 года Воейков был арестован, но позже освобожден. Опасаясь ареста большевиками, в 1918 году он притворился психически больным и скрывался в больнице Святого Пантелеймона. После бегства из России Воейков перебрался в Румынию, а затем — в Финляндию, где жил на даче доктора Боткина в Териоках.