Villas-Boas, som begyndte sin trænerkarriere i Porto som assistent for Jose Mourinho, førte dem til en trippel i 2011, som inkluderede Europa League-titlen.
Han fik 21.489 stemmer ved lørdagens valg og vandt med et flertal på 80,3 %.
"At vinde, at vinde titler og at bevare vores klub i fremtiden er, hvad jeg ønsker," sagde Villas-Boas i en udtalelse.
"Det er en sejr for Portos medlemmer. På grund af det ansvar, de giver mig, lover jeg at give mit liv for Porto...
"Vores klub er i live, og i dag viste den sin styrke. Jeg lancerede dette kandidatur for klubben og dens medlemmer. Jeg modtog den styrke, energi og selvtillid, som har bragt os så langt."
Villas-Boas hyldede indflydelsen fra Pinto da Costa, som overtog Porto i 1982 og førte dem til 27 ligatitler og to Champions League-trofæer.
"Jeg vil gerne takke ham for alt, hvad han har givet Porto, for det liv, han har givet Porto, og jeg vil gerne forsikre ham om, at dette er og altid vil være hans hjem ," sagde Villas-Boas.
Porto har haft en skuffende sæson og ligger på tredjepladsen i den bedste portugisiske række. De tabte til Arsenal i Champions Leagues ottendedelsfinale og er blevet elimineret fra Portugals pokalturnering.