พระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าโกมลเสาวมาล ประสูติเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2430[2] เป็นพระราชธิดาในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ประสูติแต่เจ้าจอมมารดาวง พระองค์ทรงได้รับพระราชทานพระนามและสมโภชน์เดือนในวันพฤหัสบดีที่ 20 ตุลาคม พ.ศ. 2430 โดยในเวลาเช้าได้ทรงเลี้ยงพระ และทรงเครื่องไว้พระเกษา เวลาเย็นทรงตั้งบายศรีทองเงินสมโภชตามธรรมเนียม พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงพระราชทานพระนามว่า พระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้าหญิงโกมลเสาวมาลย์[3]

สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ สยามมกุฎราชกุมารทรงบันทึกไว้ในจดหมายเหตุรายวันของพระองค์ว่า[4]

"...วันพฤหัสบดีที่ ๒๐ ตุลาคม พ.ศ. ๒๔๓๐... ค่ำเราได้เชิญหีบพระมหาสังข์ตามเสด็จลงไปสมโภชน์เดือนลูกแม่วงษ์ ประทานพระนามว่าพระองค์เจ้าหญิงโกมลเสาวมาลย์ เสด็จขึ้น เรากลับมาเรือน..."

ต่อมาในวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2433 พระองค์เริ่มประชวร เดิมคณะแพทย์หลวงวินิจฉัยว่าเป็นโรคหัด ภายหลังจึงเปลี่ยนเป็นโรคซาง มีพระอาการซึมและหอบ จนกระทั่งวันที่ 16 เมษายน ประชวรหนักและมีพระอาการอ่อนเพลีย จนสิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 19 เมษายน พ.ศ. 2433 พระชันษา 3 ปี เวลาบ่าย 4 โมง พระบรมวงศานุวงศ์ได้ไปสรงน้ำพระศพ เจ้าพนักงานทรงเครื่อง เชิญลงในพระลอง แห่ออกมาทางประตูพรหมศรีสวัสดิ เชิญไปประดิษฐาน ณ หอธรรมสังเวช พระศพทรงกระโกศมณฑป สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจาตุรนต์รัศมี กรมพระจักรพรรดิพงษ์เสด็จทอดผ้าไตร 30 ไตร ผ้าขาว 60 พับ หม่อมเจ้าพระพิริยสถาพรพรต และพระราชาคณะสดัปกรณ์ตามธรรมเนียม[5] วันที่ 5 มิถุนายน สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าสมมติวงศ์วโรทัย กรมขุนศรีธรรมราชธำรงฤทธิ์เสด็จไปในการพระราชกุศล 50 วัน[6]

พระราชทานเพลิงพระศพ ณ พระเมรุวัดสระเกศ เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2433 พระสรีรังคารของพระองค์ถูกบรรจุในอนุสาวรีย์พระเจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าโกมลเสาวมาล ในสุสานหลวง ภายในวัดราชบพิธสถิตมหาสีมาราม[7]