วิมล เป็นคนกรุงเทพฯ เกิดเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม พ.ศ. 2464 เป็นบุตรของนายตุ่ย วิริยะวิทย์ และนางจิ๋ว จบจากโรงเรียนสวนกุหลาบวิทยาลัย เมื่อปี พ.ศ. 2480 จากนั้นได้เข้าเรียนที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เรียนยังไม่ทันจบในขณะที่เรียนอยู่ชั้นปีที่สอง ได้สอบชิงทุนของกองทัพอากาศได้ไปเรียนต่อที่สหรัฐอเมริกา ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ในปี พ.ศ. 2483 แต่ยังไม่ทันบการศึกษา

วิมล สมรสกับ ปยงค์ วิริยะวิทย์ วิมลได้ถึงแก่อนิจกรรมในวันที่ 16 มกราคม พ.ศ. 2545