พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จพระราชสมภพเมื่อวันที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2396 เป็นพระราชโอรสในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ที่ประสูติแต่กรมสมเด็จพระเทพศิรินทรามาตย์ (ต่อมาภายหลังในสมัยรัชกาลที่ 6 ได้มีการเปลี่ยนแปลงพระนามเจ้านายฝ่ายในให้ถูกต้องชัดเจนตามโบราณราชประเพณีนิยมยุคถัดมาเป็น สมเด็จพระเทพศิรินทราบรมราชินี) ได้รับพระราชทานนามว่า สมเด็จเจ้าฟ้าชายจุฬาลงกรณ์ บดินทรเทพมหามงกุฎ บุรุษยรัตนราชรวิวงศ์วรุตมพงศบริพัตร สิริวัฒนราชกุมาร ซึ่งคำว่า"จุฬาลงกรณ์นั้น แปลว่า เครื่องประดับผม อันหมายถึง"พระเกี้ยว"ที่มีรูปเป็นส่วนยอดของพระมหามงกุฎหรือยอดชฎา
พระองค์ทรงมีพระขนิษฐาและพระอนุชารวม 3 พระองค์ ได้แก่ สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจันทรมณฑล กรมหลวงวิสุทธิกระษัตริย์ สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจาตุรนต์รัศมี กรมพระจักรพรรดิพงศ์ และ สมเด็จพระราชปิตุลาบรมพงศาภิมุข เจ้าฟ้าภาณุรังษีสว่างวงศ์ กรมพระยาภาณุพันธุวงศ์วรเดช ทรงได้รับการศึกษาเบื้องต้นในสำนักพระเจ้าอัยยิกกาเธอ กรมหลวงวรเสรฐสุดา ทรงได้การศึกษาภาษาเขมรจากหลวงราชาภิรมย์ ทรงได้การศึกษาการยิงปืนไฟจากพระยาอภัยเพลิงศร วันที่ 20 มีนาคม พ.ศ. 2404 สมเด็จเจ้าฟ้าชายจุฬาลงกรณ์ ได้รับการสถาปนาให้ขึ้นทรงกรมเป็น สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าจุฬาลงกรณ์ กรมหมื่นพิฆเนศวรสุรสังกาศ และเมื่อ พ.ศ. 2409 พระองค์ทรงผนวชตามราชประเพณี ณ วัดบวรนิเวศวิหาร ภายหลังจากการทรงผนวช พระองค์ได้รับการเฉลิมพระนามาภิไธยขึ้นเป็น สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าจุฬาลงกรณ์ กรมขุนพินิตประชานาถ เมื่อปี พ.ศ. 2410 โดยทรงกำกับราชการกรมมหาดเล็ก กรมพระคลังมหาสมบัติ และกรมทหารบกวังหน้า
วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2411 พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จ สวรรคตภายหลังทรงเสด็จออกทอดพระเนตรสุริยุปราคา โดยก่อนที่พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวจะสวรรคตนั้น ได้มีพระราชหัตถเลขาไว้ว่า "พระราชดำริทรงเห็นว่า เจ้านายซึ่งจะสืบพระราชวงศ์ต่อไปภายหน้า พระเจ้าน้องยาเธอก็ได้ พระเจ้าลูกยาเธอก็ได้ พระเจ้าหลานเธอก็ได้ ให้ท่านผู้หลักผู้ใหญ่ปรึกษากันจงพร้อม สุดแล้วแต่จะเห็นดีพร้อมกันเถิด ท่านผู้ใดมีปรีชาควรจะรักษาแผ่นดินได้ก็ให้เลือกดูตามสมควร" ดังนั้น เมื่อพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเสด็จสวรคต จึงได้มีการประชุมปรึกษาเรื่องการถวายสิริราชสมบัติแด่พระเจ้าแผ่นดินพระองค์ใหม่ ซึ่งในที่ประชุมนั้นประกอบด้วยพระบรมวงศานุวงศ์ ข้าราชการชั้นผู้ใหญ่ และพระสงฆ์ โดยพระเจ้าน้องยาเธอ กรมหลวงเทเวศร์วัชรินทร์ ได้เสนอสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าจุฬาลงกรณ์ กรมขุนพินิตประชานาถ พระราชโอรสพระองค์ใหญ่ในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวขึ้นเป็นพระเจ้าแผ่นดิน ซึ่งที่ประชุมนั้นมีความเห็นพ้องเป็นเอกฉันท์ ดังนั้น พระองค์จึงได้รับการทูลเชิญให้ขึ้นครองราชสมบัติต่อจากสมเด็จพระราชบิดา โดยในขณะนั้น ทรงมีพระชนมายุเพียง 15 พรรษา ดังนั้น จึงได้แต่งตั้งสมเด็จเจ้าพระยาบรมมหาศรีสุริยวงศ์ (ช่วง บุนนาค) เป็นผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ จนกว่าพระองค์จะทรงมีพระชนมพรรษครบ 20 พรรษา โดยทรงประกอบพระราชพิธีบรมราชาภิเษกครั้งแรก เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2411 โดยได้รับการเฉลิมพระปรมาภิไธยว่า พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ฯ พระจุฬาลงกรณ์เกล้าเจ้าอยู่หัว โดยมีพระนามตามจารึกในพระสุบรรณบัฎว่า
"พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ บดินทรเทพยมหามงกุฏ บุรุษรัตนราชรวิวงศ วรุตมพงศบริพัตร วรขัติยราชนิกโรดม จาตุรันบรมมหาจักรพรรดิราชสังกาศ อุภโตสุชาติสังสุทธเคราะหณี จักรีบรมนาถ อดิศวรราชรามวรังกูร สุภาธิการรังสฤษดิ์ ธัญลักษณวิจิตรโสภาคยสรรพางค์ มหาชโนตมางคประนตบาทบงกชยุคล ประสิทธิสรรพศุภผลอุดม บรมสุขุมมาลย์ ทิพยเทพาวตารไพศาลเกียรติคุณอดุลยวิเศษ สรรพเทเวศรานุรักษ์ วิสิษฐศักดิ์สมญาพินิตประชานาถ เปรมกระมลขัติยราชประยูร มูลมุขราชดิลก มหาปริวารนายกอนันต มหันตวรฤทธิเดช สรรพวิเศษสิรินทร อเนกชนนิกรสโมสรสมมติ ประสิทธิ์วรยศมโหดมบรมราชสมบัติ นพปดลเศวตฉัตราดิฉัตร สิริรัตโนปลักษณมหาบรมราชาภิเษกาภิลิต สรรพทศทิศวิชิตชัย สกลมไหสวริยมหาสวามินทร์ มเหศวรมหินทร มหารามาธิราชวโรดม บรมนาถชาติอาชาวศรัย พุทธาทิไตยรัตนสรณารักษ์ อดุลยศักดิ์อรรคนเรศราธิบดี เมตตากรุณาสีตลหฤทัย อโนปมัยบุญการสกลไพศาล มหารัษฎาธิบดินทร ปรมินทรธรรมิกหาราชาธิราช บรมนาถบพิตร พระจุฬาลงกรณ์เกล้าเจ้าอยู่หัว"ในขณะที่กฎหมายลักษณะอาญา ร.ศ. ๑๒๗ ปรากฏพระปรมาภิไธยต่างออกไปเล็กน้อย ดังนี้
เมื่อพระองค์ทรงมีพระชนมายุครบ 20 พรรษา จึงทรงลาผนวชเป็นพระภิกษุ เมื่อวันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2416 ทรงผนวช ณ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม เป็นเวลา 15 วัน และได้มีการจัดพระราชพิธีบรมราชาภิเษกครั้งที่ 2 ขึ้น เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2416 โดยได้รับการเฉลิมพระปรมาภิไธยในครั้งนี้ว่า พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ฯ พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยมีพระนามตามจารึกในพระสุบรรณบัฎว่า
"พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ บดินทรเทพยมหามงกุฏ บุรุษรัตนราช รวิวงศ วรุตมพงศบริพัตร วรขัติยราชนิกโรดม จาตุรันตบรมมหาจักรพรรดิราชสังกาศ อุภโตสุชาติสังสุทธเคราะหณี จักรีบรมนาถ อดิศวรราชรามวรังกูร สุจริตมูลสุสาธิต อรรคอุกฤษฏไพบูลย์ บุรพาดูลย์กฤษฎาภินิหาร สุภาธิการรังสฤษดิ์ ธัญลักษณวิจิตรโสภาคยสรรพางค์ มหาชโนตมางคประณต บาทบงกชยุคล ประสิทธิสรรพศุภผลอุดมบรมสุขุมมาลย์ ทิพยเทพาวตารไพศาลเกียรติคุณอดุลยพิเศษ สรรพเทเวศรานุรักษ์ วิสิษฐศักดิ์สมญาพินิตประชานาถ เปรมกระมลขัติยราชประยูร มูลมุขมาตยาภิรมย์ อุดมเดชาธิการ บริบูรณ์คุณสารสยามาทินครวรุตเมกราชดิลก มหาปริวารนายกอนันต์ มหันตวรฤทธิเดช สรรวิเศษสิรินทร อเนกชนนิกรสโมสรสมมติ ประสิทธิ์วรยศมโหดมบรมราชสมบัติ นพปดลเศวตฉัตราดิฉัตร สิริรัตโนปลักษณมหาบรมราชาภิเษกาภิลิต สรรพทศทิศวิชิตชัย สกลมไหศวริยมหาสวามินทร์ มเหศวรมหินทรมหารามาธิราชวโรดม บรมนาถชาติอาชาวศรัย พุทธาทิไตรรัตนสรณารักษ์ อดุลยศักดิ์อรรคนเรศราธิบดี เมตตากรุณาสีตลหฤทัย อโนปมัยบุญการ สกลไพศาลมหารัษฎาธิบดินทร ปรมินทรธรรมิกหาราชาธิราช บรมนาถบพิตร พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว"
"พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ บดินทรเทพยมหามงกุฏ บุรุษยรัตนราชรวิวงศ์ วรุตมพงศบริพัตร วรขัติยราชนิกโรดม จาตุรันตบรมมหาจักรพรรดิราชสังกาศ อุภโตสุชาติสังสุทธเคราะหณี จักรีบรมนาถ มหามงกุฎราชวรางกูร สุจริตมูลสุสาธิต อรรคอุกฤษฏไพบูลย์ บุรพาดูลย์กฤษฎาภินิหาร สุภาธิการรังสฤษดิ์ ธัญลักษณวิจิตร โสภาคยสรรพางค์ มหาชโนตมางคประณต บาทบงกชยุคล ประสิทธิสรรพศุภผลอุดมบรมสุขุมมาลย์ ทิพยเทพาวตารไพศาลเกียรติคุณอดุลยพิเศษ สรรพเทเวศรานุรักษ์ วิสิษฐศักดิ์สมญาพินิตประชานาถ เปรมกระมลขัติยราชประยูร มูลมุขมาตยาภิรมย์ อุดมเดชาธิการ บริบูรณ์คุณสารสยามาทินครวรุตเมกราชดิลก มหาปริวารนายกอนันต์มหันตวรฤทธิเดช สรรพวิเศษสิรินธร อเนกชนนิกรสโมสรสมมติ ประสิทธิ์วรยศมโหดมบรมราชสมบัติ นพปฎลเศวตฉัตราดิฉัตร สิริรัตโนปลักษณมหาบรมราชาภิเษกาภิลิต สรรพทศทิศวิชิตชัย สกลมไหศวริยมหาสวามินทร์ มเหศวรมหินทรมหารามาธิราชวโรดม บรมนาถชาติอาชาวศรัย พุทธาทิไตรรัตนสรณารักษ์ อดุลยศักดิ์อรรคนเรศราธิบดี เมตตากรุณาสีตลหฤทัย อโนปมัยบุญการ สกลไพศาลมหารัษฎาธิบดินทร ปรมินทรธรรมิกหาราชาธิราช บรมนาถบพิตร พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว"พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จสวรรคตด้วยโรคพระวักกะ เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2453 เวลา 2.45 นาฬิกา รวมพระชนมายุได้ 58 พรรษา
