พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าแก้วกัลยาณี ประสูติเมื่อ พ.ศ. 2392 มีพระยศเมื่อแรกประสูติว่า หม่อมราชวงศ์แก้วกัลยา ซึ่งได้รับพระราชทานพระนามจากพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว[1] มีนามลำลองว่า แก้ว[2] เป็นพระธิดาในพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหมื่นวิษณุนาถนิภาธร ต้นราชสกุลสุประดิษฐ[3] ซึ่งในขณะนั้นมีพระยศเป็นหม่อมเจ้าสุประดิษฐ ต่อมาเมื่อพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสวยราชสมบัติ หม่อมเจ้าสุประดิษฐจึงเลื่อนขึ้นเป็นพระองค์เจ้าโดยอัตโนมัติ ส่วนหม่อมราชวงศ์แก้วกัลยา พระธิดา ก็เลื่อนเป็นหม่อมเจ้าแก้วกัลยา ซึ่งพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงมีพระกรุณาชุบเลี้ยงหม่อมเจ้าแก้วกัลยาดุจพระเจ้าลูกเธอในพระองค์ โดยโปรดเกล้าฯ ให้เข้าแห่ต่อท้ายกระบวนแห่ในพระราชพิธีโสกันต์ของพระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้าทักษิณชา นราธิราชบุตรี, พระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้าโสมาวดี ศรีรัตนราชธิดา และพระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้าประภัศร

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว หม่อมเจ้าแก้วกัลยาทรงรับราชการฝ่ายใน เป็นพระพี่เลี้ยงในพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว[2] ตั้งแต่เสด็จพระราชสมภพจนกระทั่งเจริญพระชนมพรรษาได้ 10 พรรษา ครั้นต่อมาเมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2456 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวมีพระราชหฤทัยรำลึกถึงคุณความดีของหม่อมเจ้าแก้วกัลยาที่ทรงทำหน้าที่พระอภิบาลพระองค์มาโดยมิได้บกพร่อง จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาพระอิสริยยศเป็น "พระวรวงษ์เธอ พระองค์เจ้าแก้วกัลยาณี"[4][5] ทรงศักดินา 3000

พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าแก้วกัลยาณี เสกสมรสกับหม่อมเจ้าเดช นพวงศ์ พระโอรสในพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหมื่นมเหศวรศิววิลาส เมื่อ พ.ศ. 2409 พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวส่งบัตรเชิญงานเสกสมรสระหว่างหม่อมเจ้าเดชกับหม่อมเจ้าแก้วกัลยาให้ทอมาส ยอช นอกส ส่งต่อแก่นายพลเรือโท ยอช กิง[6] ถือเป็นบัตรเชิญงานแต่งที่เก่าสุดของประเทศไทย[7]

พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าแก้วกัลยาณี สิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม พ.ศ. 2456 สิริพระชันษา 64 ปี พระราชทานเพลิงพระศพ ณ วัดราชาธิวาสราชวรวิหาร เมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2457[8]