สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้านิภานภดล วิมลประภาวดี กรมขุนอู่ทองเขตขัตติยนารี เป็นพระราชธิดา ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ประสูติแต่พระวิมาดาเธอ พระองค์เจ้าสายสวลีภิรมย์ กรมพระสุทธาสินีนาฏ ปิยมหาราชปดิวรัดา เมื่อวันเสาร์ ที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2429 เมื่อแรกประสูติมีพระนามว่า "พระเจ้าลูกเธอ พระองค์เจ้านิภานภดล"

เมื่อปี พ.ศ. 2431 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาพระราชโอรสและพระราชธิดาที่ประสูติแต่พระอรรคชายาเธอขึ้นเป็นเจ้าฟ้า[1] ดังนั้น พระองค์จึงได้รับสถาปนาขึ้นเป็น "พระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้านิภานภดล" หลังจากนั้น ในปี พ.ศ. 2441 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระราชทานพระสุพรรณบัตรเฉลิมพระนามาภิไธยสถาปนาขึ้นเป็น "สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้านิภานภดล วิมลประภาวดี"[2] หลังจากนั้น พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวมีพระบรมราชโองการสถาปนาพระองค์ขึ้นเป็นเจ้าฟ้าต่างกรมฝ่ายใน มีพระนามว่า "สมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้านิภานภดล วิมลประภาวดี กรมขุนอู่ทองเขตขัตติยนารี"[3] พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ตรัสเรียกพระองค์ว่า "หญิงเล็กนิภา" และชาววังเรียกพระองค์ว่า "สมเด็จหญิงน้อย"

พระองค์มีพระเชษฐาและพระเชษฐภคินีร่วมพระมารดาเดียวกัน 3 พระองค์ ซึ่งมีพระนามที่คล้องจองกัน ได้แก่

1. สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ายุคลทิฆัมพร กรมหลวงลพบุรีราเมศวร์
2. พระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้านภาจรจำรัสศรี ภัทรวดีราชธิดา
3. สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ามาลินีนภดารา ศิรินิภาพรรณวดี กรมขุนศรีสัชนาลัยสุรกัญญา

หลังจากมีการปฏิวัติสยาม พ.ศ. 2475 สมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้านิภานภดล กรมขุนอู่ทองเขตขัตติยนารี ซึ่งในขณะนั้นถือได้ว่าพระองค์ทรงอยู่เพียงลำพังพระองค์เดียว เนื่องจากพระมารดา พระเชษฐา และพระเชษฐภคินีต่างสิ้นพระชนม์ลงหมด พระองค์จึงตัดสินพระทัยเสด็จออกไปประทับที่เมืองบันดุง ประเทศอินโดนีเซีย พร้อมกับครอบครัวของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าบริพัตรสุขุมพันธุ์ กรมพระนครสวรรค์วรพินิต ซึ่งเป็นพระเชษฐาต่างพระมารดา[4] และสิ้นพระชนม์ที่นั่น เมื่อวันที่ 29 มกราคม พ.ศ. 2479 นับปีแบบปัจจุบัน มีพระราชพิธีพระราชทานเพลิงพระศพเมื่อวันที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2480 ณ พระเมรุ วัดเทพศิรินทราวาส[5]

สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระยาดำรงราชานุภาพ ได้กล่าวถึงพระองค์ไว้ในคำนิยามพระนิพนธ์เรื่อง เที่ยวเมืองพม่า ว่า “น่ารักน่าชม สมกับเป็นเจ้าฟ้า” พร้อมทั้งทรงสรรเสริญว่า “ทรงพระคุณอย่างเป็นขัติยนารีแท้ทุกสถาน ทรงพิสูจน์ให้ปรากฏแล้ว ทั้งในเวลาที่มีความสุข และในเวลาได้รับความทุกข์ยาก สมควรกับที่ทรงสร้อยพระนามกรมว่า “ขัติยนารี” เป็นอนุสรณ์อยู่กับพระนามตลอดไป” [6]