พลโท พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าทศศิริวงศ์ เป็นพระโอรส สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจาตุรนต์รัศมี กรมพระจักรพรรดิพงศ์ และหม่อมหลวงผาด (เสนีย์วงศ์) ประสูติที่พระราชวังเดิม (ฝั่งธนบุรี) ในวันที่ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2427

เมื่อทรงพระเยาว์ได้ทรงศึกษาหนังสือไทยกับหม่อมมารดา ต่อมาในปี 2440 เข้าทรงศึกษาในโรงเรียนนายร้อย จนจบหลักสูตรในปี 2444 แต่ปรากฏว่ายังมีพระชนม์น้อยอยู่ไม่ครบกำหนดที่ทางราชการจะบรรจุเพื่อรับพระราชทานยศเป็นนายทหารสัญญาบัตรได้ สมเด็จพระบิดาจึงทรงขอร้องให้ทรงศึกษาอยู่ในโรงเรียนนายร้อยต่อไปอีก ภายหลังที่สมเด็จพระบิดาสิ้นพระชนม์แล้ว ทางราชการจึงได้ส่งให้ไปทรงศึกษาวิชาทหารต่อที่ประเทศเยอรมนี ได้เข้าทรงศึกษาในโรงเรียนนายร้อย ณ เมืองโกร๊สลิชเตอร์เฟลเด้ (Gross Lichterfelde) ได้ทรงศึกษาจบหลักสูตรออกรับราชการเป็น แฟนริช (Fähnrich)[3] ในกรมทหารราบที่ 36 ของกองทัพบกเยอรมัน แล้วเข้าศึกษาวิชาในโรงเรียนรบที่เมืองเอนอส ติดแม่น้ำไรน์ (Kriegsschule in Engers am Rhein) พอทรงศึกษาสอบไล่ได้จนจบหลักสูตรของโรงเรียนรบก็ทรงประชวรเป็นโรคปอดอักเสบต้องเข้ารักษาพระองค์อยู่ในโรงพยาบาลเป็นเวลานาน เมื่อหายประชวรแล้วจึงเสร็จกลับประเทศไทย ทางราชการได้บรรจุเข้ารับราชการในตำแหน่งว่าที่ร้อยตรีประจำกองร้อยที่ 4 กรมทหารบกราบกรมที่ 1 มหาดเล็กรักษาพระองค์ของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ในวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2448 และรับราชการทหารมาจนได้รับพระราชทานยศเป็นพลโท ในวันที่ 8 พฤษภาคม พ.ศ. 2469 ในช่วงปี 2471 - 2475 พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าทศศิริวงศ์ทรงย้ายไปรับราชการกระทรวงมหาดไทย เป็นสมุหเทศาภิบาลสำเร็จราชการมณฑลพายัพ[4] และเป็นนายทหารกองหนุนสังกัดกรมจเรทหารบก

นอกจากตำแหน่งราชการประจำ ยังได้ทรงดำรงตำแหน่งหน้าที่พิเศษอื่นอีก อาทิ

• พ.ศ. 2458 รับพระราชทานสัญญาบัตรเป็นองคมนตรี รัชกาลที่ 6
• พ.ศ. 2469 รับพระราชทานสัญญาบัตรเป็นองคมนตรี รัชกาลที่ 7
• พ.ศ. 2470 เป็นกรรมการองคมนตรี
• พ.ศ. 2471 เป็นนายกกองอนุสภากาชาด มณฑลพายัพ และเป็นสภานายกกรรมการจัดการลูกกเสือมณฑลพายัพ