พระองค์เจ้าทับทิม เป็นพระราชธิดาพระองค์เล็กจากทั้งหมดห้าพระองค์ในสมเด็จพระสรรเพชญ์ที่ 8 ประสูติแต่พระสนมไม่ปรากฏพระนาม[1][3][4] ทั้งนี้พระมารดาของพระองค์เป็นเครือญาติของพระยาจันทบุรี[5]

ต่อมาพระองค์เจ้าทับทิมได้ถวายตัวแก่สมเด็จพระสรรเพชญ์ที่ 9 ซึ่งเป็นพระเชษฐาต่างพระมารดา เมื่อครั้งยังดำรงพระอิสริยยศเป็นกรมพระราชวังบวรสถานมงคล ในตำแหน่งพระอัครมเหสี[6] แต่ไม่ปรากฏพระนามพระราชโอรส-ธิดาด้วยกัน[7]

ในช่วงการเสียกรุงศรีอยุธยาครั้งที่สอง พระองค์เจ้าทับทิมพาพวกข้าไทอพยพลี้ภัยสงครามไปเมืองจันทบุรี เมื่อสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีไปตีเมืองจันทบุรีก็ทรงพบพระองค์เจ้าทับทิม ก็ทรงรับมาไว้ในพระอุปการะ ดังปรากฏใน พระราชพงศาวดารฉบับพระราชหัตถเลขา ความว่า[8]

"...ในเขตแดนแว่นแคว้นสยามประเทศ เหตุว่าหาเจ้าแผ่นดินจะปกครองบมิได้ เหมือนดุจสัตถันดรกัล์ปและทุพภิกขันดรกัล์ป และพระราชวงศานุวงศ์ ซึ่งเหลืออยู่พม่ามิได้เอาไปนั้น ตกอยู่ ณ ค่ายโพธิ์สามต้นก็มีบ้าง ที่หนีไปเมืองอื่นนั้นก็มีบ้าง และเจ้าฟ้าสุริยา 1 เจ้าฟ้าพินทวดี 1 เจ้าฟ้าจันทวดี 1 พระองค์เจ้าฟักทอง 1 ทั้ง 4 พระองค์นี้ เป็นราชบุตรีพระพุทธเจ้าหลวงในพระบรมโกศ และเจ้ามิตรบุตรีกรมพระราชวัง 1 หม่อมเจ้ากระจาดบุตรีกรมหมื่นจิตรสุนทร 1 หม่อมเจ้ามณีบุตรีกรมหมื่นเสพภักดี 1 หม่อมเจ้าฉิมบุตรีเจ้าฟ้าจีด 1 เจ้าทั้งนี้ตกอยู่กับพระนายกอง ณ ค่ายโพธิ์สามต้น อนึ่งพระองค์เจ้าทับทิมบุตรีสมเด็จพระอัยกานั้น พวกข้าไทพาหนีออกไป ณ เมืองจันทบูร เจ้าตากก็สงเคราะห์รับเลี้ยงดูไว้..."

ภายหลังสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรียกทัพตีค่ายโพธิ์สามต้นแตก อันเป็นที่สิ้นสุดสงครามกู้กรุงศรีอยุธยา พระองค์ก็ทรงอุปการะเจ้าหญิงอยุธยามาไว้ในราชสำนักธนบุรี และมีรับสั่งให้จัดที่ประทับแก่เจ้านายตามสมควร[9] ดังปรากฏใน พระราชพงศาวดารฉบับพระราชหัตถเลขา ความว่า[8]

"...อนึ่ง ซึ่งพระขัตติยวงศ์ครั้งกรุงเก่านั้น บรรดาเจ้าหญิงทรงพระกรุณาโปรดเลี้ยงไว้ในพระราชวัง และเจ้าฟ้าสุริยา เจ้าฟ้าจันทวดี สองพระองค์นั้นดับสูญสิ้นพระชนม์ ยังอยู่แต่เจ้าฟ้าพินทวดี พระองค์เจ้าฟักทอง พระองค์เจ้าทับทิม ซึ่งเรียกว่าเจ้าครอกจันทบูรนั้น และเจ้ามิตร บุตรีกรมพระราชวัง โปรดให้ชื่อ เจ้าประทุม หม่อมเจ้ากระจาด บุตรีกรมหมื่นจิตรสุนทร โปรดให้ชื่อ เจ้าบุปผา กับหม่อมเจ้าอุบล บุตรีกรมหมื่นเทพพิพิธ หม่อมเจ้าฉิม บุตรีเจ้าฟ้าจีด ทั้งสี่องค์นี้ทรงพระกรุณาเลี้ยงเป็นห้าม..."

พระองค์เจ้าทับทิมสิ้นพระชนม์ลงเมื่อใด ไม่ปรากฏหลักฐาน