สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าสิริวัณณวรี นารีรัตนราชกัญญา เป็นพระราชธิดาพระองค์รองในพระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว ประสูติแต่สุจาริณี วิวัชรวงศ์ อดีตนักแสดง[2] เมื่อวันที่ 8 มกราคม พ.ศ. 2530 เมื่อแรกประสูติมีพระยศที่ “หม่อมเจ้า” พระนามว่า หม่อมเจ้าบุษย์น้ำเพชร มหิดล มีพระโสทรเชษฐาสี่องค์ ได้แก่ จุฑาวัชร วิวัชรวงศ์, วัชรเรศร วิวัชรวงศ์, จักรีวัชร วิวัชรวงศ์ และวัชรวีร์ วิวัชรวงศ์ มีพระเชษฐภคินีและพระอนุชาต่างพระมารดาสองพระองค์ ได้แก่ สมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมหลวงราชสาริณีสิริพัชร มหาวัชรราชธิดา และสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าทีปังกรรัศมีโชติ

ในปี พ.ศ. 2539 หลังจากสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ สยามมกุฎราชกุมาร (พระยศในขณะนั้น) ทรงหย่ากับหม่อมสุจาริณี หม่อมสุจาริณีพร้อมพระโอรสทั้งสี่องค์ ได้ย้ายไปพำนักยังต่างประเทศ ส่วนหม่อมเจ้าบุษย์น้ำเพชร พระธิดา อยู่ในการดูแลของสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร[3] ได้รับพระราชทานพระนามใหม่ว่า หม่อมเจ้าจักรกฤษณ์ยาภา มหิดล[4] ขณะมีพระชันษา 10 ปี ประทับอยู่กับพระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวงราวสองปี[5] ต่อมาสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง พระราชทานพระนามใหม่ว่า หม่อมเจ้าสิริวัณวรี มหิดล ภายหลังพระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้สถาปนาพระองค์ขึ้นเป็น พระเจ้าหลานเธอ พระองค์เจ้าสิริวัณณวรีนารีรัตน์ เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2548[6]

พระองค์สำเร็จการศึกษาระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 จากโรงเรียนจิตรลดา[7] ต่อมาได้สำเร็จการศึกษาศิลปกรรมศาสตรบัณฑิต เกียรตินิยมอันดับ 1 (เหรียญทอง) ภาควิชานฤมิตศิลป์ คณะศิลปกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ด้วยคะแนนเฉลี่ย 3.93[8][9] และทรงได้รับรางวัลนิสิตดีเด่นประจำปีการศึกษา 2551 ด้วยมีผลการการเรียนอันน่าพึงใจ[10] หลังจากนี้พระองค์ได้ศึกษาต่อระดับปริญญาโท ณ วิทยาลัยสมาคมการออกแบบเสื้อผ้าปารีส (École de la chambre syndicale de la couture parisienne)[11] ประเทศฝรั่งเศส[12][13]