หม่อมเจ้าจุลเจิม (ท่านชายใหม่) ประสูติเมื่อวันที่ 22 มกราคม พ.ศ. 2490 เป็นพระโอรสในพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอนุสรมงคลการ กับหม่อมอุบล ยุคล ณ อยุธยา (สุฤทธิ์) เป็นพระนัดดาในสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ายุคลทิฆัมพร กรมหลวงลพบุรีราเมศวร์ และเป็นพระราชปนัดดาในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว

หม่อมเจ้าจุลเจิม ทรงมีเชษฐา เชษฐภคินี และขนิษฐา ร่วมอุทร 4 องค์ คือ

• มาลินีมงคล อมาตยกุล (ท่านหญิงหยอย; 24 มิถุนายน พ.ศ. 2483)
• ปัทมนรังษี เสนาณรงค์ (ท่านหญิงเม้า; 12 สิงหาคม พ.ศ. 2484)
• หม่อมเจ้าชาตรีเฉลิม ยุคล (ท่านชายมุ้ย; 29 พฤศจิกายน พ.ศ. 2485)
• หม่อมเจ้านภดลเฉลิมศรี ยุคล (ท่านหญิงยุ้ย; 23 ตุลาคม พ.ศ. 2496)

ทรงศึกษาชั้นประถมที่วชิราวุธวิทยาลัย และชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นที่โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร ก่อนจะได้รับการส่งไปศึกษาต่อจนจบมัธยมศึกษาตอนปลายที่โรงเรียน Kemper Military School รัฐมิสซูรี สหรัฐ และทรงศึกษาต่อจนจบปริญญาตรีด้านวิศวกรรมไฟฟ้า จากมหาวิทยาลัย Western Pacific University (ปัจจุบันคือมหาวิทยาลัย California Miramar University) และหลักสูตรปริญญาโทด้านการจัดการกีฬา