พระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าดวงสุดา ประสูติเมื่อพ.ศ. 2333[1] เป็นพระราชธิดาในพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช ที่ประสูติแต่เจ้าจอมมารดาน้อย ธิดาพระยาศรีสรราช (บุญเมือง) มีพระเชษฐาร่วมเจ้าจอมมารดาเดียวกัน 1 พระองค์ คือ พระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าทับ กรมหมื่นจิตรภักดี

ในสมัยรัชกาลที่ 2 เมื่อครั้งพระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัย โปรดเกล้าฯ ให้สร้างสวนขวา โดยมีพระเจ้าลูกยาเธอ กรมหมื่นเจษฎาบดินทร์ เป็นแม่กองจัดการสร้าง โปรดฯ ให้ขยายสระที่สร้างตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 1 ออกไป และโปรดให้สร้างเก๋งแพขึ้นในสระ พระราชทานให้เจ้านายฝ่ายในตกแต่งประกวดประขันกันถึง 27 หลัง ในครั้งนั้นพระองค์เจ้าดวงสุดาทรงได้รับพระราชทานด้วย ปรากฏใน พระราชพงศาวดารกรุงรัตนโกสินทร์ รัชกาลที่ 2 เรื่องสร้างสวนขวา ว่า[2]

"...การสร้างสวนขวาครั้งนั้น สร้างพระมหามณเฑียรที่ประทับในสวน... แลให้ขุดสระใหญ่ในสวนนั้นยาว ๓ เส้น ๔ วา กว้าง ๒ เส้น ๘ วา... ทำเก๋งแลก่อภูเขาไว้ริมเกาะ ๆ ละ ๒ เก๋งบ้าง ๓ เก๋งบ้าง ขอบสระใหญ่นั้นให้ก่อภูเขาทำเก๋งลงที่ลาด ๆ ท่วงทีเหมือนอย่างแพจอดไว้รอบสระ เรียกว่าแพ หลังเก๋งแพให้ปลูกต้นไม้ใหญ่ ๆ มีผลต่าง ๆ... แล้วมอบให้พระราชวงษานุวงษ์ฝ่ายน่าฝ่ายใน แลท้าวนางผู้ใหญ่ในพระราชวังที่สมควรจะแต่งเก๋งแต่งแพได้ ให้เปนเจ้าของแต่งแพพระองค์ละแพ... พระองค์เจ้าดวงสุดา ๑... รวมพระองค์เจ้ายี่สิบเจ็ดหลัง..."

พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงพระราชนิพนธ์ถึงพระองค์ใน ปฐมวงศ์ ว่า[3]

"...๕ พระองค์เจ้ามณฑา ๖ พระองค์เจ้ามณีนิล ๗ พระองค์เจ้าดวงสุดา สามพระองค์นี้มีพระชนม์ยืนมาอยู่นาน ได้เปนพระบรมวงษ์เธอผู้ใหญ่ในแผ่นดินประจุบันนี้..."

สิ้นพระชนม์ในรัชกาลที่ 4 เมื่อพ.ศ. 2410 พระชันษา 77 ปี[1] พระอัฐิเก็บไว้ที่พระเบญจาชั้นที่ 2 หอพระนาก