ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ เป็นการรวมหน่วยงานภายใต้มูลนิธิจุฬาภรณ์ 3 แห่ง ได้แก่ สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ วิทยาลัยวิทยาศาสตร์การแพทย์เจ้าฟ้าจุฬาภรณ์ และสถาบันบัณฑิตศึกษาจุฬาภรณ์ ขึ้นเป็นสถาบันอุดมศึกษาในกำกับของรัฐบาล โดยสมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี มีพระวินิจฉัยเห็นชอบให้รวมหน่วยงานทั้งสามดังกล่าว และพระราชทานนาม "ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์" โดยก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 19 มกราคม 2559 ตาม พระราชบัญญัติราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ พ.ศ. 2559 ซึ่ง สภานิติบัญญัติแห่งชาติ ได้ลงมติในวาระรับหลักการเมื่อวันที่ 29 ตุลาคม 2558 และได้ลงมติในวาระ 3 เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2558 ด้วยคะแนน 151-0 เสียงโดยได้ประกาศลงใน ราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ 19 มกราคม 2559

ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ เป็นสถาบันการศึกษาวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และการแพทย์ชั้นนำของภูมิภาคในการผลิตและพัฒนาบุคลากรชั้นสูง ทำการวิจัยเพื่อสร้างองค์ความรู้ใหม่และนำผลการวิจัยไปประยุกต์ใช้ เผยแพร่ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สิ่งแวดล้อม การแพทย์ การสาธารณสุข และให้บริการทางการแพทย์เป็นศูนย์กลางความร่วมมือของหน่วยงานภาครัฐและภาคเอกชนทั้งในประเทศและต่างประเทศ รวมทั้งทำงานประสานกับองค์การระหว่างประเทศ มีเป้าหมายสูงสุดคือการนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปใช้เพื่อยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชน โดยเริ่มรับนักศึกษาของราชวิทยาลัยรุ่นแรกในปีการศึกษา 2560[5]

ในวันที่ 27 ธันวาคม พ.ศ. 2560 ได้มีการประกาศใช้ พระราชบัญญัติราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2560 ซึ่งได้กำหนดให้แยกสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ออกจากราชวิทยาลัยและยังให้อยู่ภายใต้มูลนิธิจุฬาภรณ์ตามเดิม จึงได้ตัดกรรมการสภาราชวิทยาลัยที่มาจากสัดส่วนของสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ออกด้วย อีกทั้งกำหนดให้อาจมีตำแหน่ง ประธานราชวิทยาลัย เพื่อให้สภาราชวิทยาลัยขอรับคำแนะนำและคำปรึกษาในกิจการทั้งปวงตามวัตถุประสงค์ของราชวิทยาลัย และประธานราชวิทยาลัยจะแต่งตั้ง รองประธานราชวิทยาลัย เพื่อทำหน้าที่ตามที่มอบหมายก็ได้[6]