พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระจันทบุรีนฤนาถ เป็นพระราชโอรสองค์ที่ 12 ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว กับเจ้าจอมมารดาอ่วม ประสูติเมื่อวันจันทร์ เดือน 7 ปีจอ ตรงกับวันที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2417 ในพระบรมมหาราชวัง เนื่องจากเจ้าจอมมารดาอ่วมเป็นลูกจีน พระองค์เจ้ากิติยากรวรลักษณ์ จึงถูกล้อว่า "วันจันทร์ ปีจอ เดือนเจ็ด ลูกเจ้า หลานเจ๊ก" ซึ่งมาจากพระองค์ประสูติ "ปีจอ วันจันทร์ เดือนเจ็ด ลูกพระจุล หลานพระจอม ตัวเป็นเจ้า ตาเป็นเจ๊ก"

(เจ้าจอมมารดาอ่วม เป็นธิดาของพระยาพิสณฑ์สมบัติบริบูรณ์ (เจ้าสัวยิ้ม) เป็นผู้คิดขุดลอกคลองภาษีเจริญในสมัยรัชกาลที่ 4 และยังเป็นเจ้าของเรือกลไฟชื่อ "เจ้าพระยา" เดินระหว่างกรุงเทพฯ-สิงคโปร์ รายแรกและรายเดียวในสมัยนั้น เป็นต้นตระกูล "พิศลยบุตร" กับ คุณปรางค์ ผู้เป็นภรรยา)

พ.ศ. 2425 พระองค์ทรงเริ่มการศึกษาที่สำนักของพระยาศรีสุนทรโวหาร (น้อย อาจารยางกูร) ต่อมาในปี พ.ศ. 2426 ได้เสด็จไปศึกษาต่อที่โรงเรียนพระตำหนักสวนกุหลาบ โดยมี มหาปั้น เป็นผู้ถวายพระอักษร ต่อมาพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้จัดพระราชพิธีโสกันต์ขึ้นในพ.ศ. 2428

วันศุกร์ที่ 8 พฤษภาคม พ.ศ. 2428 ได้ทรงผนวชเป็นสามเณร ณ พระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม โดยมีพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระปวเรศวริยาลงกรณ์ เป็นพระอุปัชฌาย์ ผนวชแล้วประทับ ณ วัดบวรนิเวศราชวรวิหาร[2] แล้วลาสิกขาบทในวันศุกร์ที่ 29 พฤษภาคม ศกนั้น[3] จากนั้นจึงเสด็จไปศึกษาต่อ ณ ประเทศอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. 2428 นับเป็นพระราชโอรสรุ่นแรกในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวที่ได้เสด็จไปศึกษาต่างประเทศ ประกอบด้วย

• พระเจ้าลูกยาเธอ พระองค์เจ้ากิติยากรวรลักษณ์
• พระเจ้าลูกยาเธอ พระองค์เจ้ารพีพัฒนศักดิ์
• พระเจ้าลูกยาเธอ พระองค์เจ้าประวิตรวัฒโนดม
• พระเจ้าลูกยาเธอ พระองค์เจ้าจิรประวัติวรเดช

ทรงสำเร็จสาขาบูรพคดีศึกษา (Oriental Studies) จากสถาบันตะวันออก มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด สาขาวิชาภาษาบาลีและสันสกฤต เมื่อ พ.ศ. 2437 ระหว่างศึกษาอยู่ พระองค์ทรงสังกัด วิทยาลัยแบเลียล (Balliol College) ของมหาวิทยาลัย

วันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2438 ได้รับโปรดเกล้าฯ ให้เป็นองคมนตรี[4]

วันที่ 18 กรกฎาคม พ.ศ. 2442 ได้ทรงผนวชเป็นพระภิกษุ ณ พระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม โดยมีสมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ (สา ปุสฺสเทโว) เป็นพระอุปัชฌาย์ พระเจ้าน้องยาเธอ กรมหมื่นวชิรญาณวโรรส เป็นพระกรรมวาจาจารย์ ผนวชแล้วประทับ ณ วัดบวรนิเวศราชวรวิหาร[5] ผนวชอยู่ 15 วันจึงลาผนวช

เมื่อเสด็จนิวัติกลับพระนคร ทรงรับราชการในกรมราชเลขานุการ จากนั้นมาทรงงานในตำแหน่งอธิบดีกรมศึกษาธิการ ต่อมาวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2445 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้สถาปนาพระองค์เจ้าต่างกรม มีพระนามว่า พระเจ้าลูกยาเธอ กรมหมื่นจันทบุรีนฤนาถ ทรงศักดินา 15000[6] เมื่อพระยาสุริยานุวัตร (เกิด บุนนาค) ลาออกจากตำแหน่งเสนาบดีกระทรวงพระคลังมหาสมบัติ จึงโปรดให้กรมหมื่นจันทบุรีนฤนาถรั้งตำแหน่งเสนาบดีแทนตั้งแต่วันที่ 11 กุมภาพันธ์ ร.ศ. 126[7] ถึงวันที่ 1 เมษายน ร.ศ. 127 จึงโปรดเกล้าฯ ให้เป็นเสนาบดีกระทรวงพระคลังมหาสมบัติ[8]

เมื่อพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จสวรรคตในวันที่ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2453 สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวโปรดให้เปลี่ยนคำนำพระนามเป็นพระเจ้าพี่ยาเธอ[9] และในวันต่อมาพระองค์ท่านได้เข้าถือน้ำและรับตั้งเป็นองคมนตรี ณ พระอุโบสถวัดพระศรีรัตนศาสดาราม[10] ต่อมาในวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2454 พระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดเกล้าฯ ให้เลื่อนเป็น พระเจ้าพี่ยาเธอ กรมหลวงจันทบุรีนฤนารถ ทรงศักดินา 15000[11] ต่อมาในวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2459 จึงโปรดเกล้าฯ ให้เลื่อนเป็น พระเจ้าพี่ยาเธอ กรมพระจันทบุรีนฤนาถ สุรเชษฐาธิราชกิตตยากร วรลักษณสุนทรวีรวิจิตร สรรพรัชดาธิกิจโกศล วิมลรัตนมหาโกศาธิบดี ธีรคุโณฬาร ศุภสมาจารสารสมบัติ มัทวเมตตาธยาศัย ไตรศรีรัตนสรณาคม อุดมศักดิ์บพิตร ทรงศักดินา 15000[12] ดำรงตำแหน่งเสนาบดีกระทรวงพาณิชย์

พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระจันทบุรีนฤนาถ ทรงปรีชาสามารถในด้านการคลังและการเศรษฐกิจ, ทรงพระดำริจัดตั้งคลังออมสินให้ราษฎรได้นำเงินฝากเพื่อให้ปลอดจากโจรภัยและอัคคีภัยและส่งเสริมการออมทรัพย์, ทรงจัดตั้งกรมพาณิชย์และสถิติพยากรณ์ และจัดการตั้งสหกรณ์, ทรงร่างกฎหมายวางระเบียบวิธีการศุลกากร และทรงแก้ไขปรับปรุงภาษีสรรพากร รวบรวมหน่วยงานจัดเก็บภาษีให้มารวมอยู่ในบังคับบัญชากระทรวงเดียวกัน, ทรงจัดให้สุราและฝิ่นเป็นสิ่งผูกขาดของรัฐบาล เพื่อเตรียมการที่จะบังคับให้การสูบฝิ่นเป็นสิ่งต้องห้ามในเวลาต่อมา

ในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระจันทบุรีนฤนาถ ทรงได้รับโปรดเกล้าฯ ให้เป็นอภิรัฐมนตรี ที่ปรึกษาในการบริหารราชการแผ่นดิน และทรงเป็นกรรมการราชบัณฑิตยสถาน

ปลายปี พ.ศ. 2473 พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระจันทบุรีนฤนาถได้เสด็จไปรักษาอาการประชวรพระศออักเสบที่กรุงปารีส ระยะแรกพระอาการดีขึ้น ต่อมากลับกำเริบอีก และสิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม พ.ศ. 2474 เวลา 11:05 น. สิริพระชันษาได้ 58 ปี[13]

กระทรวงพาณิชย์ได้ดำเนินการสร้างพระรูปพระองค์ท่านประดิษฐานไว้หน้าตึกที่ทำการกระทรวงกระทรวงพาณิชย์ ถนนสนามไชย เขตพระนคร กรุงเทพมหานคร เพื่อรำลึกพระเกียรติคุณในฐานะที่ทรงเป็นเสนาบดีกระทรวงพาณิชย์พระองค์แรก ปัจจุบันพระรูปของพระองค์ได้ย้ายไปประดิษฐานไว้ในสวนด้านในของอาคาร กระทรวงพาณิชย์ใหม่ สนามบินน้ำ จังหวัดนนทบุรี