สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราไชย พระราชโอรสองค์ที่ 90 ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และพระองค์ที่ 8 ใน สมเด็จพระศรีพัชรินทราบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง ประสูติเมื่อวันอังคารที่ 5 กรกฎาคม พ.ศ. 2435 ณ พระตำหนักมรกฎสุทธิ์ เกาะสีชัง จังหวัดชลบุรี โดยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระราชทานนามเขตพระราชฐานว่า "พระจุฑาธุชราชฐาน" ตามพระนาม "สมเด็จเจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก" ซึ่งประสูติ ณ ที่แห่งนั้น [2] เมื่อทรงพระเยาว์ทรงพระนามว่า "ทูลกระหม่อมติ๋ว" พระองค์มีพระนามตามจารึกในพระสุพรรณบัฎว่า สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก สยามาธิปกปรมินทร จุฬาลงกรณราชวโรรส อดิศัยยศอุภัยชาติพิสุทธิ์ ไทวปายนุตมศักดิ์ อดุลยลักษณวิลาส มหามกุฎราชพงศานุพัทธ วิวัฒนผลพรพิสิษฐ มหิศรราชกุมาร

วันที่ 18 มกราคม ร.ศ. 123 (นับแบบปัจจุบันตรงกับ พ.ศ. 2448) ได้รับสถาปนาเป็นสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก สยามาธิปกปรมินทร จุฬาลงกรณ์ราชวโรรส อดิศัยยศอุภัยชาติพิสุทธิ์ ไทวปายณุตตมศักดิ์ วิบูลยลักษณวิลาศ มหามกุฎราชพงษานุพัทธ์ วิวรรฒผลพรพิสิษฐ มหิศรราชกุมาร กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราไชย[3]

พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าฯ กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราไชยทรงเดินทางไปศึกษาต่อที่ประเทศอังกฤษ พร้อมกับเจ้าฟ้าอัษฎางค์เดชาวุธและเจ้าฟ้ามหิดลอดุลยเดช เมื่อ พ.ศ. 2448 ทรงศึกษาใน Magdalene College มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ กลับมารับราชการเป็นอาจารย์ในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย[4] ทรงสอนวิชาภาษาอังกฤษที่คณะรัฐฏประศาสนศาสตร์ เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2461 และทรงเป็นผู้บัญชาการโรงเรียนเพาะช่าง เมื่อ พ.ศ. 2461

สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราไชย มีพระทัยใฝ่งานศิลปะ โปรดการทรงแกรนด์เปียโน ฮาร์พ และไวโอลิน โปรดศิลปะการละคร ได้ทรงพระนิพนธ์บทละครดึกดำบรรพ์

พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ พระราชทานที่ดินบริเวณที่เป็นพระราชวังปทุมวันเดิม แก่สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราไชย ทรงสร้างวังเพชรบูรณ์เป็นที่ประทับ ซึ่งต่อมาถูกทุบทิ้งสร้างเป็นศูนย์การค้าเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์ เมื่อ พ.ศ. 2525 ปัจจุบันคือ เซ็นทรัลเวิลด์ ส่วนพระตำหนักเดิมถูกย้ายมาอยู่ที่ซอยอัคนี (ซอยงามวงศ์วาน ๒) ชื่อว่า ตำหนักประถม อำเภอเมืองนนทบุรี จังหวัดนนทบุรี