ในระดับประถม (รุ่นที่ 10) และมัธยมที่โรงเรียนสาธิต มศว ประสานมิตร จากนั้นจึงติดตามครอบครัวซึ่งบิดารับราชการเป็นเอกอัครราชทูต จึงได้มีโอกาสเดินทางไปศึกษาต่อในต่างประเทศ ณ โรงเรียนเตรียมทหารคิงส์ ประเทศออสเตรเลีย โดยสำเร็จการศึกษาปริญญาตรีทางวิทยาศาสตร์ และปริญญาโททางความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ (International Relations) จาก Brigham Young University ประเทศสหรัฐอเมริกา ภายหลังเข้ารับราชการแล้ว ได้รับทุนรัฐบาลญี่ปุ่น โดย ไจก้า เข้ารับการศึกษาหลักสูตรวิชาประวัติศาสตร์ไทย-ญี่ปุ่นเปรียบเทียบ (History of Comparative Studies of Siam-Japan) ณ Sophia University ประเทศญี่ปุ่น และหลักสูตรการฝึกอบรมวิชาทางการทูต ณ กระทรวงการต่างประเทศ กรุงวอชิงตัน ดี.ซี.

หม่อมหลวงปนัดดา ดิศกุล ผ่านการศึกษาหลักสูตร อาทิ หลักสูตรนักบริหารกระทรวงมหาดไทยระดับกลาง หลักสูตรนักปกครองชั้นสูง จากวิทยาลัยมหาดไทย สถาบันดำรงราชานุภาพ และหลักสูตรวิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักร (วปอ.รุ่น 2550)