พระราชวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าวิไลยวรวิลาส ประสูติเมื่อวันพุธที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2411[1] เป็นพระราชโอรสในกรมพระราชวังบวรวิไชยชาญ ที่ประสูติแต่จอมมารดาเข็ม

กรมพระราชวังบวรวิไชยชาญทรงพระราชทาน "วังใหม่" ซึ่งเคยเป็นที่ประทับของพระองค์เองบริเวณริมคลองคูเมืองเดิมฝากเหนือแก่พระองค์เจ้าวิไลยวรวิลาส โดยทรงพระราชทานครึ่งหนึ่งให้พระองค์เจ้าวิไลยวรวิลาส และอีกครึ่งหนึ่งพระราชทานพระองค์เจ้าไชยรัตนวโรภาส ทรงประทับอยู่ที่วังนี้จนทางราชการจัดซื้อสร้างเป็นโรงพยาบาลทหาร (ปัจจุบันเป็นโรงเรียนข่าวทหารบก)[2]

พระราชวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าวิไลยวรวิลาส สิ้นพระชนม์ด้วนพระโรคชรา เมื่อวันอาทิตย์ที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2471 สิริพระชันษา 59 ปี พระราชทานเพลิงพระศพ ณ พระเมรุวัดเบญจมบพิตรดุสิตวนารามราชวรวิหาร เมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2473[1]