พระบวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัส เป็นพระราชโอรสในกรมพระราชวังบวรวิไชยชาญ (พระราชโอรสในพระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว) กับจอมมารดาเลี่ยมเล็ก (ธิดานายสุดจินดา (พลอย ชูโต) [4] ประสูติเมื่อวันที่ 10 มกราคม พ.ศ. 2419 ในพระบวรราชวัง มีพระเชษฐภคินีหนึ่งพระองค์คือพระราชวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าภัททาวดีศรีราชธิดา

เมื่อเยาว์วัยทรงเรียนหนังสือกับพระมารดาที่ตำหนัก เมื่อพระชันษา 5 ปี ก็ทรงอ่านหนังสือได้คล่อง ทรงเข้าศึกษาที่โรงเรียนพระตำหนักสวนกุหลาบ เมื่อพ.ศ. 2429 และต่อมาศึกษาภาษาอังกฤษจนถึงพ.ศ. 2436 จึงเข้ารับราชการในตำแหน่งนายเวร กระทรวงธรรมการ ขณะพระชันษา 16 ปี และได้เลื่อนเป็นผู้ช่วยในกรมศึกษาธิการใน ทรงรับหน้าที่พิเศษเป็นข้าหลวงสอบไล่วิชาหนังสือไทย ทรงเป็นกรรมการพิเศษร่างพระราชบัญญัติพิจารณาความแพ่ง และทรงได้เลื่อนเป็นผู้ช่วยที่ปรึกษากระทรวงพระคลังมหาสมบัติ

วันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2432 ผนวชเป็นสามเณร โดยมีพระพรหมมุนี (เหมือน สุมิตฺโต) เป็นพระอุปัชฌาย์ และพระเมธาธรรมรส (อ่อน อหึสโก) เป็นพระศีลาจารย์[5]

เมื่อพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จประพาสยุโรป พ.ศ. 2440 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระบวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้ารัชนีแจ่มจรัสตามเสด็จด้วย ทรงศึกษาต่อในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เป็นเวลาสองปี และเสด็จกลับจากประเทศอังกฤษเมื่อ พ.ศ. 2442

เมื่อพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวขึ้นครองราชย์ ทรงได้รับแต่งตั้งเป็นองคมนตรี[6]

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว พระองค์ทรงพระริเริ่มตั้งลอนเทนนิสสมาคมแห่งประเทศไทยขึ้นเมื่อวันที่ 14 เมษายน พ.ศ. 2470 และได้รับแต่งตั้งเป็นกรรมการองคมนตรี[7] โดยทรงได้รับเลือกเป็นสภานายก เมื่อวันที่ 2 เมษายน พ.ศ. 2474[8]

พระราชวรวงศ์เธอ กรมหมื่นพิทยาลงกรณ์ สิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 ด้วยพระโรคหลอดเลือดในสมองตัน สิริพระชันษา 68 ปี 6 เดือน 13 วัน มีพระราชพิธีพระราชทานเพลิงพระศพเมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2491 ณ เมรุวัดเทพศิรินทราวาส[9]