ติโลกจุฑาเทวีมีเชื้อสายไทลื้อ บุรพชนเป็นเจ้านายจากสิบสองพันนา[2] แต่เดิมพระองค์สนองพระเดชพระคุณเป็นนางสนมของพญาแสนเมืองมา และเป็นนางรับใช้คอยถวายงานแด่ยสุนทราเทวีผู้มีพระราชอำนาจสูง หลังการสวรรคตของพญากือนา และสืบราชสมบัติของพญาแสนเมืองมาที่ขณะนั้นมีพระชันษา 13 ปี[3] ยสุนทราเทวีได้เป็นผู้กำหนดว่าจะให้ใครเป็นอัครมเหสีของพระราชโอรสผู้ขึ้นครองราชย์ ซึ่งทรงเลือกติโลกจุฑาเทวีเป็นพระสุณิสา[4] โดยมีพระมหาสวามีรูปหนึ่งมาทำนายทายทักว่าติโลกจุฑาเทวีจะได้ขึ้นเป็นมเหสีด้วย[3] ดังปรากฏใน พื้นเมืองเชียงใหม่ ความว่า[5]

"...ทีนี้จักจาด้วยแม่เจ้าราชบุตรสามฝั่งแกนก่อนแล ดังนางผู้นี้เป็นเชื้อท้าว มีรูปโฉมอันงามผ้ง เป็นสาวนางสนมอยู่ใช้สอยมหาเทวีแม่เจ้าแสนเมืองมา ยังมีในวัน 1 นางผู้นั้นเอาผ้าเช็ดหน้ามหาเทวีออกตาก หันนกจอกตัว 1 มากรายหน้านาง 7 บาทย่าง ลูนนั้นมหาเทวีใช้นางเอาจังหันไปส่งสวามีพุทธญาณ วัดเชียงยืน นางบอกเหตุอันตนได้หันนกจอกนั้นย่างมาหานั้นแก่มหาสวามี มหาสวามีจึงว่า ดูรา นางอุบาสิกามึงอย่าบอกแก่ใผ มึงจักได้เป็นเทวีดั่งมหาเทวีบัดนี้บ่อย่าชะแลว่าอั้น ถัดนั้นมหาเทวีใช้นางไปหาเจ้าแสนเมืองมาลูกแห่งตน เจ้าแสนเมืองมาก็เอานางไปอยู่นอนทวย นางจึงทรงคัพภได้ 3 เดือน มหาเทวีหันหลาก จึงถามว่านางทรงคัพภลูกใผว่าอั้น นางบอกว่าข้าทรงคัพภกับเจ้าเหนือหัวลูกแม่เทวีแลว่าอั้น มหาเทวีจึงแต่งอุ้มส่งหื้อนางไปเป็นเมียเจ้าแสนเมืองมาลูกแห่งตน..."

พระองค์ได้ประสูติการพญาสามฝั่งแกน พระราชโอรส ขณะที่เสด็จกลับจากสิบสองพันนา พอเดินทางถึงพันนาฝั่งแกนก็มีประสูติพระราชโอรสที่นั่น พญาสามจึงมีสร้อยพระนามว่า "ฝั่งแกน"[2] ภายหลังเมื่อพระราชโอรสมีพระชันษาได้ 13 ปี จึงได้สร้างวัด ณ สถานที่ที่พระราชโอรสประสูติโดยตั้งชื่อวัดนั้นว่า วัดเพิง[3]

หลังการเสด็จสวรรคตของพญาแสนเมืองมา และการครองราชย์ของพญาสามฝั่งแกน พระองค์มีบทบาทสำคัญยิ่งในการปกครองอาณาจักรร่วมกับพระราชโอรส[6] และปรากฏใน พื้นเมืองเชียงใหม่ ความว่า

"...เสนาทังหลายอภิเสกเจ้าราชบุตรสามฝั่งแกน อายุได้ 13 ปี เป็นพญาในปีรวงไส้ สกราชได้ 763 ตัว เดือน 8 เพ็ง เม็งวัน 6 ไทยกดสะง้า เจ้าเป็นพญาแล้ว นางผู้แม่ก็ได้เป็นมหาเทวีชื่อว่า ติโลกจุฑาเทวี..."

ถือว่าพญาสามฝั่งแกนจึงได้รับการอุปถัมภ์ค้ำชูจากทั้งติโลกจุฑาเทวี พระราชชนนี และยสุนทราเทวี พระอัยยิกาที่ยังทรงพระชนม์ในขณะนั้น[7] พระองค์และพระราชโอรสได้สืบทอดพระราชปณิธานของพญาแสนเมืองมาที่จะสร้างเจดีย์หลวงเพื่ออุทิศถวายแด่พญากือนาที่ยังไม่แล้วเสร็จให้เสร็จ ติโลกจุฑาเทวีที่เป็นผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์จึงทรงรับเป็นแม่กองงานบัญชาการการก่อสร้างด้วยพระองค์เอง ใช้ระยะเวลา 5 ปีจึงแล้วเสร็จ พร้อมกับสร้างวิหารหลวง หล่อพระอัฏฐารส และพระอัครสาวกซ้ายขวา ณ วัดเจดีย์หลวงด้วย[3]