พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ทรงเป็นพระโอรสในกรมพระราชวังบวรวิไชยชาญ 1 และจอมมารดาเลี่ยม (เล็ก) ประสูติเมื่อวันพุธ แรม 11 ค่ำ เดือนยี่ ปีชวด จุลศักราช 1238 ตรงกับวันที่ 10 มกราคม พ.ศ. 2419 มีพระนามว่า พระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัส (ต้นสกุล “รัชนี”) ทรงมีเจ้าพี่ผู้ร่วมจอมมารดาเดียวกันพระองค์หนึ่ง พระนามว่า พระองค์เจ้าหญิงภัททาวดีศรีราชธิดา แต่สิ้นพระชนม์เมื่อมีพระชันษาได้ 28 ปี

พระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัส ได้ทรงร่ำเรียนหนังสือตั้งแต่เยาว์พระชันษา ทรงมีความสนพระทัยและมีสติปัญญาสามารถมาก เพราะปรากฏว่าทรงศึกษาถึงขั้น “อ่านออกเขียนได้” อย่างรวดเร็ว ยิ่งกว่านั้น เมื่อพระองค์มีพระชันษาได้ 5 ขวบเท่านั้น ก็ใฝ่พระทัยค้นหาเอาโครงกลอนมาอ่านตลอดจนร้อยแก้ว เรื่องที่ได้รับความนิยมกันอยู่ในสมัยนั้น เช่น เรื่องอิเหนา รามเกียรติ์ สามก๊ก และเรื่องจีนอื่นๆ นอกจากนั้นยังได้ทรงศึกษาหนังสือขอมด้วย โดยทรงศึกษาจากเจ้าพี่ผู้มีพระชันษาแก่กว่า 5 ปี อิทธิพลของหนังสือขอมแผ่ซ่านทั่วไปในวงวรรณกรรมของไทยแทบทุกแห่ง ดังนั้น เมื่อพระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัสและเจ้าพี่อ่านและเขียนได้ครั้งแรก ความทราบถึงพระกรรณของพระราชวังบวรฯ ผู้เป็นพระบิดาก็ไม่ทรงเชื่อ เพราะเข้าพระทัยว่า ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่พระธิดาและพระโอรสซึ่งมีพระชันษาเพียงเท่านั้นจะทรงอ่านหนังสือขอมได้จริง โดยเฉพาะพระโอรสนั้นพระชันษาน้อย ขนาดหนังสือไทยก็ควรจะอ่านและเขียนไม่ได้ด้วยซ้ำไป พระบิดาจึงทรงใคร่จะทดลองด้วยการโปรดฯ ให้เฝ้าโดยไม่แจ้งพระประสงค์ให้ทราบล่วงหน้า และประทานหนังสือขอมอันเป็นคัมภีร์ใบลานให้ทดลองอ่าน ปรากฏว่าพระธิดาและพระโอรสสามารถอ่านได้ดังคำเล่าลือ ส่วนอัจฉริยะในขั้นต่อไปของพระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัส ก็คือในขณะที่ยังมีพระชันษา 5 ขวบนั้น ทรงสามารถแต่งโคลงกลอนได้บ้างแล้วด้วย

ในปี พ.ศ. 2429 พระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัสได้ทรงเข้าศึกษา ณ โรงเรียนพระตำหนักสวนกุหลาบ และทรงอยู่ที่โรงเรียนเป็นประจำ เสด็จกลับวังเฉพาะวันพระ ทรงเรียนอยู่เพียงปีเศษจบการันต์ คือ จบชั้นสูงสุดในประโยค 1 และในระหว่างนี้ทรงเรียนภาษาอังกฤษควบคู่ไปด้วย และทรงเรียนจบประโยค 2 เมื่อ พ.ศ. 2434 ทรงสอบไล่ได้เป็นที่ 1 ได้รับพระราชทานหีบหนังสือเป็นรางวัล จากนั้นได้เรียนภาษาอังกฤษต่อไปจนจบหลักสูตรการเรียนของโรงเรียนสวนกุหลาบ เมื่อทรงสำเร็จวิชาการโรงเรียนสวนกุหลาบแล้ว พระชันษายังน้อยเกินกว่าที่จะรับราชการ จึงเสด็จเข้าเรียนภาษาอังกฤษต่อที่สำนักอื่นอีกแห่งหนึ่งจน พ.ศ. 2436 ได้เสด็จเข้ารับราชการในตำแหน่งนายเวรกระทรวงธรรมการ ขณะนั้นพระชันษา 16 ปี 3 เดือน ต่อมาได้ทรงเลื่อนขึ้นเป็นผู้ช่วยในกรมศึกษาธิการ ในพ.ศ. 2438 ทั้งได้ทรงรับหน้าที่พิเศษเป็นข้าหลวงสอบไล่วิชาหนังสือไทยด้วย และทรงเป็นกรรมการพิเศษร่างพระราชบัญญัติพิจารณาความแพ่งอีกหน้าที่หนึ่งขณะที่ทรงรับราชการอยู่กระทรวงธรรมการ 2 ปีเศษนั้น พระองค์มิได้ทรงฝักใฝ่อยู่แต่หน้าที่ราชการประจำอย่างเดียว ยังสนพระทัยที่จะแสวงหาความรู้ทางภาษาอังกฤษเพิ่มเติมอยู่มิได้ขาดอีกด้วย โดยทรงกระทำพระองค์สนิทชิดชอบกับที่ปรึกษากระทรวงและข้าราชการอื่นๆ ที่เป็นชาวอังกฤษ ทั้งในเวลาราชการและนอกเวลาราชการ ความพยายามเหล่านี้ล้วนเป็นสิ่งเพิ่มพูนความรู้ทางภาษาอังกฤษเป็นอย่างดีที่สุดทั้งสิ้น จนทำให้พระองค์ทรงคุ้นกับขนบธรรมเนียมและตรัสภาษาอังกฤษได้อย่างคล่องแคล่ว ด้วยเหตุนี้จึงมีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้ย้ายพระองค์เจ้ารัชนีจากกระทรวงธรรมการมาเป็นผู้ช่วยที่ปรึกษากระทรวงพระคลังมหาสมบัติ เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2439 ในที่สุดพระองค์ท่านก็กลายเป็นผู้ถูกอัธยาศัยอย่างมากกับที่ปรึกษากระทรวงพระคลังมหาสมบัติซึ่งเป็นชาวอังกฤษ ที่ปรึกษาถึงกับทูลปรารภต่อเสนาบดีว่าควรส่งคนหนุ่มอย่างพระองค์ท่านไปศึกษาที่ประเทศอังกฤษเสียพักหนึ่งก็จะได้คนดีที่สามารถใช้ในราชการ เสนาบดีทรงเห็นชอบด้วยและทรงมีพระดำริอยู่แล้ว ในวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2440 พระองค์เจ้ารัชนีทรงย้ายมามีตำแหน่งเป็นล่ามที่กระทรวงพระคลังและได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ตามเสด็จพระราชดำเนินประพาสทวีปยุโรป เมื่อวันที่ 7 เมษายน ปีนั้น และได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้เสด็จอยู่ทรงเล่าเรียนต่อในประเทศอังกฤษ ผู้ดูแลนักเรียนหลวงจัดให้ท่านไปเรียนอยู่กับแฟมิลี่ ต่อมาถึงแม้จะมีเวลาในการเตรียมพระองค์ไม่มากนัก แต่ด้วยทรงมีความวิริยะอุตสาหะและตั้งพระทัยอย่างแน่วแน่ ทำให้ทรงสามารถสอบเข้ามหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ ระหว่างที่ทรงศึกษาอยู่ในมหาวิทยาลัย ก็ทรงกอบโกยความรู้ใส่พระองค์อยู่ตลอดเวลา แต่ทรงศึกษาอยู่เพียง 3 เทอม ถูกเรียกตัวกลับประเทศไทย คือ ในวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2442 พระองค์ท่านได้เสด็จเข้ารับราชการเป็นผู้ช่วยกรมตรวจแลกรมสารบัญชี ในกระทรวงพระคลังมหาสมบัติ เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2444 ได้ทรงย้ายไปมีตำแหน่งเป็นปลัดกรมธนบัตร ซึ่งเป็นเวลาที่กระทรวงพระคลังเริ่มจะจัดพิมพ์ธนบัตรออกใช้แทนเงินกษาปณ์เป็นครั้งแรก พระองค์เจ้ารัชนีจึงได้รับมอบให้จัดตั้งระเบียบราชการในกรมใหม่นั้นขึ้น ได้ทรงเป็นแม่กองปรึกษากันในการคิดแบบลวดลายและสีของธนบัตรแต่ละชนิด ทรงมีส่วนในการตราพระราช

บัญญัติเงินตราสมัยนั้นการวางกฎเสนาบดีในการควบคุมธนบัตร และทรงวางหลักการบัญชี เป็นต้น ธนบัตรที่จัดพิมพ์ขึ้นครั้งนั้นมีอัตราใบละ 1,000 บาท 100 บาท 20 บาท 10 บาท 5 บาท ส่วนอัตรา 1 บาท ยังคงใช้เหรียญตรากษาปณ์อยู่อย่างเดิม และได้นำธนบัตรออกจำหน่ายเป็นปฐมฤกษ์เมื่อ วันเปิดกรมธนบัตร ต่อจากนั้นอีก 5 เดือน คือในวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2446 พระองค์เจ้ารัชนี ก็ทรงเลื่อนตำแหน่งขึ้นเป็นผู้แทนเจ้ากรมธนบัตร และได้ทรงย้ายไปทรงเป็นเจ้ากรมกองที่ปรึกษาอีกครั้งหนึ่ง เมื่อวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2446 เสด็จอยู่ในตำแหน่งนั้นได้ 14 เดือน ในวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ.2447 ทรงย้ายไปรับราชการในตำแหน่งอธิบดีกรมกษาปณ์สิทธิการ ราชการในกรมกษาปณ์สมัยนั้น มีความมุ่งหมายอันสำคัญ คือ การจัดงานและการควบคุมการทำเหรียญตรากษาปณ์ให้มีปริมาณมากพอและให้มีคุณสมบัติดีพอแก่ความต้องการของราชการ เมื่อพระองค์เจ้ารัชนีผู้เสด็จเข้าไปรับงานนี้ ทรงเป็นพระธุระแก้ไขปัญหาต่างๆ ทำให้การดำเนินงานสำเร็จเรียบร้อยตามความมุ่งหมาย และงานทั้งสิ้นที่ทรงจัดขึ้นใหม่ในกรมกษาปณ์ครั้งนั้น เป็นที่ต้องพระประสงค์ของเสนาบดีเป็นอันมาก แต่พระองค์เจ้ารัชนีทรงปฏิบัติราชการแผนกนั้นอยู่ 3 ปีเศษ ก็มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้ย้ายพระองค์เจ้ารัชนีมาเป็นอธิบดีกรมตรวจแลกรมสารบัญชี เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2451 และทรงดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมตรวจแลกรมสารบัญชีซึ่งเป็นกรมใหญ่และสำคัญกรมหนึ่งในกระทรวงพระคลังมหาสมบัติ อยู่จนสิ้นรัชกาลที่ 5 และทรงดำรงตำแหน่งเดิมนั้นต่อไปอีก 5 ปี ในรัชกาลที่ 6 (ภายหลังกรมตรวจแลกรมสารบัญชีเปลี่ยนชื่อเป็นกรมบัญชีกลาง)

รวมเวลาที่พระองค์เจ้ารัชนี ทรงรับราชการในรัชกาลที่ 5 เป็นเวลา 17 ปี จนมีพระชันษาได้ 33 ปี ใน พ.ศ. 2454 พระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ตั้งให้พระองค์เจ้ารัชนีเป็นองคมนตรี
เนื่องด้วยพระองค์เจ้ารัชนีทรงมีพระสติปัญญาสามารถในราชการ และเป็นผู้แตกฉานทั้งภาษาไทยและต่างประเทศ ตลอดจนเป็นกวีที่มีสำนวนพิเศษ ดังนั้นในปี พ.ศ. 2456 จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เฉลิมพระยศพระองค์เจ้ารัชนี เป็นพระองค์เจ้าต่างกรมมีพระนามจาฤกในพระสุพรรณบัฎว่าพระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณมุกสิกนาม ทรงศักดินา 11,000 ไร่ ตามพระราชกำหนดอย่างพระองค์เจ้าต่างกรมในพระราชวังบวร

ในวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2458 ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ยกกรมสถิติพยากรณ์ขึ้นเป็นกรมบัญชาการชั้นมีอธิบดีเป็นหัวหน้า อยู่ในสังกัดกระทรวงพระคลังมหาสมบัติ มีชื่อว่า “กรมพาณิชย์และสถิติพยากรณ์” ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณเป็นอธิบดี ต่อมาได้เริ่มจัดงานสำคัญขึ้นอีกแผนกหนึ่ง ด้วยคำนึงว่าชาวนาเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของการพาณิชย์ เพราะข้าวเป็นสินค้าสำคัญของประเทศ แต่ชาวนามีหนี้สินมาก ทำนาได้ข้าวมามากน้อยเท่าใดก็ต้องขายใช้หนี้เกือบหมด ถึงกระนั้นหนี้สินก็ยิ่งพอกพูน กรมพาณิชย์และสถิติพยากรณ์เห็นว่าการช่วยกู้ฐานะชาวนาให้พ้นอุปสรรค คือ วิธีการจัดตั้งสหกรณ์ ซึ่งก็รวมเข้าในวิธีการส่วนหนึ่งแห่งการอุดหนุนพาณิชย์ของประเทศด้วย ส่วนงานข่าวพาณิชย์ก็เป็นงานอีกแผนกหนึ่งที่มีความมุ่งหมายที่จะรวบรวมความรู้ในกิจการทุกอย่างทางพาณิชย์และดำเนินการช่วยเหลือในพาณิชย์ของประเทศเจริญยิ่งๆ ขึ้น นอกจากงานต่างๆ ดังกล่าว ก็มีการจัดตั้งสถานจำแนกความรู้ทางพาณิชย์ โดยมีความมุ่งหมายที่จะให้ความรู้แก่มหาชนผู้ริเริ่มจะกระทำการพาณิชย์ งานส่วนหนึ่งในแผนกนี้ คือ การจัดตั้งศาลาแยกธาตุ กรมพาณิชย์ฯ เห็นว่าต่อไปภายหน้า การแยกธาตุจะเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งแก่การค้าของบ้านเมือง เอกชนหรือพ่อค้าต้องอาศัยความรู้ทางการแยกธาตุมากขึ้นทุกที จึงรับกองแยกธาตุของกรมกษาปณ์มาขยายงานให้ใหญ่ออกไป ได้จัดหาเครื่องมือต่างๆ จนครบถ้วน และจัดให้มีเจ้าพนักงานผู้มีความรู้มาประจำมากขึ้นมีชื่อว่า “ศาลาแยกธาตุของรัฐบาล” (บัดนี้เรียกกรมวิทยาศาสตร์) และเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2460 ประเทศไทยประกาศสงครามกับประเทศเยอรมันและฮังการี คือ สงครามโลกครั้งที่ 1 อธิบดีกรมพาณิชย์และสถิติพยากรณ์ได้รับแต่งตั้งให้เป็นเจ้าพนักงานผู้พิทักษ์ทรัพย์ของชนชาติศัตรู พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ต้องทรงรับหน้าที่นี้โดยตำแหน่ง พระองค์ทรงได้รับการสรรเสริญว่า พิทักษ์ทรัพย์ด้วยความสุจริตยุติธรรมและรอบคอบในระหว่างที่ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ตั้งกรมพาณิชย์และสถิติพยากรณ์ขึ้นเป็นกรมชั้นมีอธิบดีเป็นหัวหน้าราชการบางอย่างได้หยุดชะงักไปชั่วคราว เพราะอธิบดีและข้าราชการหลายคนในกรมฯ ติดราชการผู้พิทักษ์ทรัพย์ศัตรูซึ่งต้องใช้เวลาเป็นปีๆ แต่เมื่อราชการผู้พิทักษ์ทรัพย์ ค่อยเรียบร้อยลงก็เริ่มแข่งขันทางการพาณิชย์ต่อไป กรมพาณิชย์ฯ ได้ขยายงานกว้างขวางออกไปอีกหลายแผนก ด้วยอธิบดีกรมพาณิชย์ฯ ทรงเห็นการณ์ไกลว่า พาณิชย์ของประเทศย่อมขยายวงกว้างออกไปทุกทีตามความเจริญของบ้านเมือง และมีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ประกาศแต่งตั้งกรมพาณิชย์แลสถิติพยากรณ์ขึ้นเป็น “กระทรวงพาณิชย์” เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2463 ให้อยู่ในความควบคุมของสภาเผยแพร่พาณิชย์ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ตั้งให้พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณเป็นอุปนายกแห่งสภานั้น ในปี พ.ศ. 2464 ได้มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ตั้งให้พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณเป็นรองเสนาบดี กระทรวงพาณิชย์ ทรงมีตำแหน่งในที่ประชุมเสนาบดีสภาตั้งแต่ พ.ศ. 2463 จนถึงเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2468 อันเป็นการประชุมเสนาบดีครั้งสุดท้ายในรัชกาลที่ 6

พ.ศ. 2465 สภานายกแห่งสภาเผยแพร่พาณิชย์ได้มีรับสั่งให้ พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ผู้เป็นนายทะเบียนสหกรณ์พร้อมด้วยมิสเตอร์เลอเมย์ที่ปรึกษาหลวงพิจารณ์พาณิชย์ และหลวงประกาศสหกรณ์ ออกไปดูงานสหกรณ์ที่ประเทศพม่าและอินเดีย เป็นเวลา 5 เดือนเศษ เมื่อเสด็จกลับ ทรงเขียนรายงานเสนอต่อสภานายกในเรื่องสหกรณ์แบบต่างๆ ที่เสด็จไปพิจารณามา ทรงชี้แจงว่าสหกรณ์ในสองประเทศนั้นมีประเภทใดบ้าง ประเภทไหนควรจะนำมาจัดได้ในประเทศนี้ ก็ได้ทรงรายงานไว้ถี่ถ้วนตอนหนึ่งในรายงานนั้นทรงกล่าวว่า ประเทศเราเคราะห์ดีที่จัดสหกรณ์ด้วยความรอบคอบที่สุด และจัดทีหลังประเทศอื่นๆ แทบทั่วโลก ข้อบกพร่องต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเรื่องสหกรณ์ เราจึงป้องกันได้ทุกทาง ด้วยทราบเยี่ยงอย่างความบกพร่องที่เกิดขึ้นแล้ว แก่สหกรณ์ประเทศนั้นๆ เช่น การควบคุมทางกฎข้อบังคับและทางกฎหมาย เป็นต้น ในที่สุดทรงยืนยันว่าสหกรณ์ที่จัดขึ้นในประเทศไทยนี้ไม่ผิดพลาดอย่างใดอย่างหนึ่งเลยนอกจากงานสหกรณ์ที่พระราชวรวงศ์เธอหมื่นพิทยาลงกรณ ทรงเป็นผู้ปูพื้นฐานและทรงเป็นกำลังสำคัญในการเผยแพร่แล้ว พระองค์ท่านยังทรงมีหน้าที่สำคัญๆ ที่เป็นประโยชน์แก่ประเทศชาติอีกหลายประการ คือ
ทรงเป็นอุปนายกหอพระสมุดแห่งชาติ
ทรงเป็นกรรมการร่างกฎหมาย
ทรงเป็นกรรมการสภากาชาด
ทรงเป็นนายกสมาคมลอนเทนนิสแห่งประเทศไทย
ทรงเป็นกรรมการองคมนตรีสภา
ทรงเป็นสภานายกแห่งราชบัณฑิตยสภา

พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ทรงเป็นนักหนังสือพิมพ์ นักประพันธ์ และกวีที่สำคัญพระองค์หนึ่ง ทรงใช้พระนามแฝงว่า น.ม.ส. ทรงนิพนธ์เรื่องสำคัญๆ ไว้หลายเรื่อง เช่น จดหมายจางวางหร่ำ พระนลคำฉันท์ นิทานเวตาล กนกนคร เป็นต้นในด้านชีวิตส่วนพระองค์ของพระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ทรงเษกสมรสกับหม่อมเจ้าหญิงพรพิมลพรรณ (วรวรรณ) ในพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระนราธิปพันธ์พงศ์ ทรงมีพระราชธิดาและพระโอรส คือ
1. หม่อมเจ้าวิภาวดี รังสิต
2. หม่อมเจ้าภีศเดช รัชนี
พระราชวรวงศ์เธอกรมหมื่นพิทยาลงกรณ ทรงสิ้นพระชนม์ด้วยพระโรคหลอดโลหิตในสมองตัน เมื่อวันจันทร์ที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 เวลา 15.30 น. สิริพระชนมายุได้ 68 ปี 6 เดือน 13 วัน