พระเจ้าวรวงศ์เธอ กรมหมื่นภาณุพงศ์พิริยเดช เป็นพระโอรสในสมเด็จพระราชปิตุลาบรมพงศาภิมุข เจ้าฟ้าภาณุรังษีสว่างวงศ์ กรมพระยาภาณุพันธุวงศ์วรเดช ประสูติแต่หม่อมแม้น ภาณุพันธุ์ ณ อยุธยา เมื่อวันที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2428 เมื่อประสูติมีพระอิสริยยศที่ หม่อมเจ้านิพันธ์ภาณุพงศ์ ทรงสำเร็จการศึกษาจากประเทศอังกฤษ ระดับประถมศึกษาที่โรงเรียนรอตทิงดีน ระดับมัธยมศึกษาที่โรงเรียนแฮร์โรว์ และระดับปริญญาตรี สาขาวิชากฎหมายและการปกครองที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ แล้วเสด็จกลับมาทรงรับราชการที่กรมเสนาธิการทหารบก

พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนา หม่อมเจ้านิพันธ์ภาณุพงศ์ ขึ้นเป็น พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้านิพันธ์ภาณุพงศ์ และเมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2443 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาขึ้นเป็น พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้านิพันธ์ภาณุพงศ์ จากนั้นพระองค์ทรงย้ายไปรับราชการที่กรมยุทธศึกษาทหารบก

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งเป็นองคมนตรี[1][2] และวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2466 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาขึ้นเป็น พระเจ้าวรวงศ์เธอ กรมหมื่นภาณุพงศ์พิริยเดช ทรงศักดินา 11000[3]

ต่อมาในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ทรงดำรงตำแหน่งองคมนตรีต่อไป[4] โดยทรงดำรงตำแหน่งถึงวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2475[5]

พระองค์ประชวรด้วยพระโรคพระอันตะ (ลำไส้ใหญ่) อักเสบเป็นแผลเรื้อรัง สิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม พ.ศ. 2477 สิริพระชันษา 48 ปี พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานพระโกศมณฑป แว่นฟ้า 2 ชั้นเป็นเกียรติยศ[6] และพระราชทานเพลิงพระศพ ณ วัดเบญจมบพิตรดุสิตวนารามราชวรวิหาร เมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม พ.ศ. 2478[7]