เจ้าวงษ์ตะวัน ประสูติเมื่อวันศุกร์ ขึ้น 5 ค่ำ เดือน 6 ปีจอ อัฐศก จุลศักราช 1248 ตรงกับวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2429 เป็นเจ้าราชโอรสในเจ้าแก้วนวรัฐกับแม่เจ้าจามรีวงศ์ เป็นอนุชาของเจ้าอุตรการโกศล (ศุขเกษม ณ เชียงใหม่) และเจ้าบัวทิพย์ ณ เชียงใหม่

เมื่อเยาว์วัย เจ้าราชบุตรวงศ์ตวันฯ มีชื่อเรียกว่า "เจ้าหมู" เมื่อปี พ.ศ. 2440 ได้เข้าศึกษาที่โรงเรียนปรินส์รอยแยลส์วิทยาลัย จังหวัดเชียงใหม่ ต่อมาในปี พ.ศ. 2441 จึงเดินทางไปศึกษาที่โรงเรียนราชวิทยาลัย กรุงเทพมหานคร และในปี พ.ศ. 2445 ได้กลับมาบรรพชาสามเณร ที่วัดหอธรรม จังหวัดเชียงใหม่ (ปัจจุบันคือ วัดเจดีย์หลวงวรวิหาร)

เจ้าวงศ์ตวัน เคยติดตามเจ้าแก้วนวรัฐ เพื่อกระทำพิธีทูลเกล้าฯ ถวายต้นไม้เงินและต้นไม้ทอง ตามประเพณีอันเป็นราชบรรณาการแด่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ในขณะนั้นเจ้าดารารัศมี พระราชชายา ซึ่งเป็นเจ้าอา ได้นำเจ้าราชบุตรเฝ้าถวายตัวตามในคราวเสด็จแปรพระราชฐานไปประทับที่พระราชวังบางปะอิน จนกระทั่งได้รับพระมหากรุณาธิคุณพระราชทานนามว่า "วงศ์ตวัน" ต่อมาได้ถวายตัวเป็นมหาดเล็กของพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ขณะดำรงอิสริยยศเป็นสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ เมื่อคราวเสด็จประพาสมณฑลพายัพ พ.ศ. 2448 ต่อมาเมื่อพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้เสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติแล้ว ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้เจ้าราชบุตร เป็นหุ้มแพรมหาดเล็ก และพระราชทานเสมาทองคำลงยา มีพระปรมาภิไธยย่อ ว.ป.ร. พร้อมด้วยเข็มข้าหลวงเดิม

เจ้าราชบุตร มีความสามารถเล่นเครื่องดนตรีหลายชนิด แต่ที่มีความถนัดเป็นพิเศษคือ ขิม และชอบกีฬากลางแจ้งหลายชนิด เช่น เทนนิส ฟุตบอล และมวย[2]