พระวรวงศ์เธอ กรมหมื่นเทววงศวโรทัย เป็นพระโอรสในสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระยาเทวะวงศ์วโรปการ ประสูติแต่หม่อมลม้าย เทวกุล ณ อยุธยา เดิมมีพระสกุลยศเป็นหม่อมเจ้าไตรทศประพันธ์

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว วันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2465 โปรดให้สถาปนาเป็นพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าไตรทศประพันธ์[1] เมื่อพระบิดาซึ่งเป็นเสนาบดีกระทรวงการต่างประเทศสิ้นพระชนม์ลง จึงได้รับโปรดเกล้าให้เป็นผู้แทนเสนาบดีกระทรวงการต่างประเทศตั้งแต่วันที่ 29 มิถุนายน พ.ศ. 2466[2] ได้รับพระราชทานตราบัวแก้วประจำตำแหน่งเสนาบดีเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม[3] แล้วได้รับโปรดเกล้าให้ทรงดำรงตำแหน่งเสนาบดีกระทรวงการต่างประเทศตั้งแต่วันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2466[4] ต่อมาในวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2472 ได้รับสถาปนาขึ้นเป็นพระวรวงศ์เธอ กรมหมื่นเทววงศวโรทัย ทรงศักดินา 11000[5] และได้รับโปรดเกล้าฯ ให้ดำรงตำแหน่งเป็นอภิรัฐมนตรีในวันที่ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2474[6]

เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน ค.ศ. 1919 (พ.ศ. 2462) ทรงเป็นผู้แทนสยาม ลงนามในสนธิสัญญาแวร์ซายส์ครั้งสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 1 ร่วมกับพระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าจรูญศักดิ์กฤดากร และพ้นจากตำแหน่งเสนบดีกระทรวง หลังเกิดการปฏิวัติสยาม พ.ศ. 2475 ต่อมาในปี 2485 ประชวรด้วยพระโรคไข้จับสั่นและสิ้นพระชนม์ด้วยพระโรคเส้นพระโลหิตในพระมัตถลุงค์แตก เมื่อ 5 กุมภาพันธ์ 2486 รวมพระชันษา 59 ปี ได้รับพระราชทานเพลิงพระศพ ณ วัดเทพศิรินทราวาสราชวรวิหาร เมื่อวันที่ 7 เมษายน พ.ศ. 2486[7]