เจ้ากาวิละวงศ์ ณ เชียงใหม่เป็นบุตรของเจ้าราชวงศ์ (ชมชื่น ณ เชียงใหม่) กับเจ้ากรรณนิกา ณ เชียงใหม่ เมื่อครั้นเจ้าอุบลวรรณาผู้เป็นเจ้ายายเสียชีวิต เจ้ากาวิละวงศ์จึงได้ย้ายไปอยู่กับเจ้าดารารัศมี พระราชชายา พร้อมกับเจ้าเรณุวรรณา ณ เชียงใหม่ ที่เป็นเจ้าพี่ และเจ้าลดาคำ ณ เชียงใหม่ ธิดาเจ้าราชวงศ์ (เลาแก้ว ณ เชียงใหม่)[1]

เจ้ากาวิละวงศ์ได้รับการเลี้ยงดูจากเจ้าดารารัศมี พระราชชายา และถูกส่งไปศึกษาที่ประเทศฝรั่งเศสพร้อมกับเจ้าลดาคำ ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ พระราชทานทุน[1] เมื่อสำเร็จการศึกษาด้านวิศวกรรมรถไฟ จาก École nationale des ponts et chaussées ประเทศฝรั่งเศส[2] จึงกลับมายังประเทศไทย และได้สมรสกับเจ้าศิริประกาย ณ เชียงใหม่ มีบุตร 3 คน คือ[3]

1. เจ้าพงษ์กาวิล ณ เชียงใหม่ สมรสกับงามวิไล (สกุลเดิม: สุกัณศีล) และสมรสอีกครั้งกับบุญประกอบ (สกุลเดิม: ส่วยสุวรรณ)
2. เจ้าศิริกาวิล สิงหรา ณ อยุธยา
3. เจ้ากอแก้วประกายกาวิล ณ เชียงใหม่ สมรสและหย่ากับพลตำรวจโท ทิพย์ อัศวรักษ์ มีบุตรหนึ่งคน

หลังเจ้าศิริประกายเสียชีวิตไปแล้ว จึงได้สมรสอีกครั้งกับคุณหญิงถนิม ณ เชียงใหม่ (สกุลเดิม: นาวานุเคราะห์) แต่ไม่มีบุตรธิดาด้วยกัน

เจ้ากาวิละวงศ์ ณ เชียงใหม่ เสียชีวิตเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม พ.ศ. 2510