เจ้ากาวิละวงศ์ ณ เชียงใหม่เป็นบุตรของเจ้าราชวงศ์ (ชมชื่น ณ เชียงใหม่) กับเจ้ากรรณนิกา ณ เชียงใหม่ เมื่อครั้นเจ้าอุบลวรรณาผู้เป็นเจ้ายายเสียชีวิต เจ้ากาวิละวงศ์จึงได้ย้ายไปอยู่กับเจ้าดารารัศมี พระราชชายา พร้อมกับเจ้าเรณุวรรณา ณ เชียงใหม่ ที่เป็นเจ้าพี่ และเจ้าลดาคำ ณ เชียงใหม่ ธิดาเจ้าราชวงศ์ (เลาแก้ว ณ เชียงใหม่) เจ้ากาวิละวงศ์ได้รับการเลี้ยงดูจากเจ้าดารารัศมี พระราชชายา และถูกส่งไปศึกษาที่ประเทศฝรั่งเศสพร้อมกับเจ้าลดาคำ ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ พระราชทานทุน เมื่อสำเร็จการศึกษาด้านวิศวกรรมรถไฟ จาก École nationale des ponts et chaussées ประเทศฝรั่งเศส จึงกลับมายังประเทศไทย และได้สมรสกับเจ้าศิริประกาย ณ เชียงใหม่ เมื่อวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2467 มีบุตร 3 คน