先行詞はどれか？

　みなさんがおっしゃっている通り，「野球好きの男の子が複数いて，その中の一人」ですので，those boys who love baseball とするのが基本であると考えられます。

the only one of those boys という意味合いの場合のみ，loves になると説明されることが多いと思います。
　しかし，言葉というものはおもしろいもので，内容よりも形式が優先する場合があるのです。
　例えば，many ＋複数名詞を，文語表現で many a 単数で表すことがあります。これは意味的には「たくさんの」ですが，a 単数に引きずられて，Many a boy loves baseball. となります。他にも，more than one は「一つより多く」の意味ですが，やはり one に引きずられて More than one person is involved in the project. となります。
　ここでも，one に引きずられて，who loves baseball とするのも標準用法だと考えられています。
　それなら，one of those boys 全体が先行詞ではないか，とおっしゃるかもしれませんが，意味的には「野球が好きな複数の男の子の中の一人」ですので，先行詞は　 those boys なのでしょう。
　いろいろなパターンで検索してみましたが，one of the など ＋複数 who の後は are より isの方が，love よりも loves の方が多いようです。

この場合は原則としては、関係代名詞以後の動詞は複数として活用されます。

しかし、くだけた言い方では、oneにひかれて単数として活用されることもあります。
従ってここでは、「野球をするのが」「ひとりの男の子」ではないでしょうから
「野球をする」「男の子」のうちの「ひとり」と解釈するのが適当でしょう。
そうすると先行詞は「those boys」で正しいことになります。

ただ、the only one of those boys who ～となっていた場合は
「唯一の一人」となりますから、whoの後にくる動詞はoneに一致し単数として活用します。

私も皆さんに賛成ですが，そもそももとの英文がおかしい。

「野球好きの少年のグループ」
があって，彼はその一人，という意味で，
「少年グループの一員」で，かつ「野球好き」ではないはず。したがって，who loves ではなく，who love のミスプリではないかと思います。

He is one of those boys.

+
Those boys love baseball.
||
He is one of those boys who love baseball.

なので、whoの先行詞は、"those boys"になるのでは、ないでしょうか。ただし、"loves"となっているのは、heに引っ張られているからなのではないでしょうか。
（もともと文法は得意ではないので、文法的な説明は上手く出来ませんが、そのようなことではないかと・・・）

回答が間違えてるのかな？

one of those boysになると思います。
理由はあなたの仰るとおり