เกิดเมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม พ.ศ. 2490 เป็นโอรสของพลตรี หม่อมเจ้าปรีดิเทพย์พงษ์ เทวกุล อดีตรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการต่างประเทศ และหม่อมแตงไทย เดชผล เคยสมรสกับปอลิน อินทสุกิจ มีบุตรชาย 2 คน คือ หม่อมหลวงปรมาภรณ์ เทวกุล (คุณเปรม) และหม่อมหลวงณัฏฐกรณ์ เทวกุล (พิธีกรรายการโทรทัศน์ที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ "คุณปลื้ม") ต่อมาสมรสใหม่กับประภาพรรณ เทวกุล ณ อยุธยา มีบุตรสาว คือ หม่อมหลวงพุดจีบ เทวกุล

หม่อมราชวงศ์ปรีดิยาธร จบการศึกษาจากโรงเรียนเซนต์คาเบรียล จบปริญญาตรีเศรษฐศาสตร์ (เกียรตินิยม) จากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ จบปริญญาโทบริหารธุรกิจ สาขาธุรกิจระหว่างประเทศ จาก Wharton School มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย เมื่อปี 2513 และอบรมหลักสูตรการป้องกันราชอาณาจักรภาครัฐร่วมเอกชน รุ่นที่ 1 จากวิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักร พ.ศ. 2532[1][2]

หม่อมราชวงศ์ปรีดิยาธร เริ่มทำงานที่ธนาคารกสิกรไทย ตั้งแต่ปี 2514 จนได้รับตำแหน่งกรรมการรองกรรมการผู้จัดการอาวุโส จากนั้นดำรงตำแหน่งโฆษกประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาล พลเอกชาติชาย ชุณหะวัณ เมื่อปี 2533 และรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงพาณิชย์ในรัฐบาลนายอานันท์ ปันยารชุน[3] และพลเอกสุจินดา คราประยูร และดำรงตำแหน่งวุฒิสมาชิก ช่วงปี 2535–2536 [4]

จากนั้นรับตำแหน่งกรรมการผู้จัดการ ธนาคารเพื่อการส่งออกและนำเข้าแห่งประเทศไทย หม่อมราชวงศ์ปรีดิยาธร เข้าดำรงตำแหน่งผู้ว่าการธนาคารแห่งประเทศไทยเมื่อวันที่ 31 พฤษภาคม 2544[5] ต่อจากหม่อมราชวงศ์จัตุมงคล โสณกุล ในรัฐบาลทักษิณ ชินวัตร

หม่อมราชวงศ์ปรีดิยาธร เทวกุล ได้รับรางวัลผู้ว่าการธนาคารกลางแห่งเอเชีย ประจำปี 2549 (Central Bank Governor of the Year -Asia 2006) จากการคัดเลือกของนิตยสาร The Banker ในเครือ Financial Times ประเทศอังกฤษ [6][7]

ปัจจุบันดำรงตำแหน่งกรรมการและเลขานุการ มูลนิธิอาจารย์ป๋วย ประธานกรรมการสถาบันป๋วย อึ๊งภากรณ์ กรรมการสภามหาวิทยาลัยผู้ทรงคุณวุฒิของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ กรรมการคณะกรรมการพัฒนาระบบราชการ (ก.พ.ร.)