De har hållits som gisslan av talibanerna sedan de kidnappades i Afghanistan 2012.
Pakistanska armén säger att man samarbetat med USA:s underrättelsetjänst för att hitta dem, efter att man upptäckt att de hölls i Pakistan, uppger flera medier.
Coleman var gravid när paret kidnappas. Hon födde ytterligare två barn under åren i fångenskap. I december förra året släppte talibanerna en video för att bevisa att de levde.
"Skjut gisslan"
Boyle har berättat för sina föräldrar att familjen befann sig i bagageutrymmet på kidnapparnas bil när de fritogs av en pakistansk styrka. Kidnapparna sköts ihjäl, uppger kanadensiska medier.
– Det sista orden Boyle hörde från sina kidnappare var "skjut gisslan", säger föräldrarna enligt The Toronto Star.
Familjen förväntas inom kort återföras till USA eller Kanada.
USA:s president Donald Trump ser fritagandet som ett positivt tecken för relationen mellan USA och Pakistan.
– Den pakistanska regeringens samarbete är ett tecken på att den tillmötesgår amerikanska önskemål om att den ska göra mer för att skapa säkerhet i regionen, säger han enligt ett uttalande.
Utrikes
13.10.2017
Familj fritagen efter åratal som gisslan
Kanadensaren Joshua Boyle, hans amerikanska fru Caitlan Coleman och deras tre små barn har fritagits av pakistanska soldater.