พระมหาธีรราชเจ้า พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานนามว่าหม่อมเจ้ากัลยาณิวัฒนา ต่อมาเมื่อ พ.ศ. ๒๔๗๐ พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงสถาปนาเป็นพระวรวงศ์เธอพระองค์เจ้ากัลยาณิวัฒนาและ ใน พ.ศ. ๒๔๗๘ สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล ทรงเฉลิมพระเกียรติเป็นสมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนาครั้นเมื่อ ทรงเจริญพระชนมายุครบ ๖ รอบ ใน พ.ศ. ๒๕๓๘ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาพระอิสริยศักดิ์เป็นเจ้าฟ้าต่างกรมฝ่ายในตามธรรมเนียมราชประเพณีเป็นพระองค์แรกในรัชกาลทรงพระนามว่า สมเด็จพระ เจ้าพี่นางเธอเจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์
ใน พ.ศ. ๒๔๖๙ สมเด็จพระบรมราชชนก เสด็จกลับประเทศไทยืเพื่อทรงร่วม ในพระราชพิธีถวายพระเพลิงพระบรมศพพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ู่ระหว่างนั้นสมเด็จพระบรมราชชนนีได้ทรงนำพระธิดาและพระโอรสพระองค์แรกไป ประทับ ณ เมืองโลซานน์ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และทรงฝากให้อยู่ในสถาน รับเลี้ยงเด็กโซเลย์ (Champ Soleil) หลายเดือน สมเด็จฯเจ้าฟ้าฯกรมหลวง นราธิวาสราชนครินทร์จึงทรงเริ่มรับสั่งภาษาฝรั่งเศส
ในปลาย พ.ศ. ๒๔๖๙ สมเด็จพระบรมราชชนกได้ทรงนไปประทับที่เมืองบอสตัน (Boston) ประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อทรงศึกษาวิชาแพทยศาสตร์ สมเด็จฯ เจ้าฟ้าฯ กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ ทรงเริ่มศึกษาในระดับอนุบาลที่โรงเรียนพาร์ค (Park School) ใน พ.ศ. ๒๔๗๑ เมื่อสมเด็จพระบรมราชชนกทรงสำเร็จการศึกษา วิชาแพทยศาสตร์ ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาด(Harvard) จึงได้ทรงนำครอบครัว เสด็จกลับประเทศไทย และประทับณ พระตำหนักใหญ่ วังสระปทุม สมเด็จฯ เจ้าฟ้าฯกรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ทรงเข้าศึกษาในระดับประถมศึกษา ที่โรงเรียนราชินีและทรงศึกษา อยู่จนถึงพ.ศ.๒๔๗๖ ภายหลังที่สมเด็จพระบรม ราชชนกเสด็จทิวงคตใน พ.ศ. ๒๔๗๒สมเด็จฯเจ้าฟ้าฯ กรมหลวงนราธิวาส ราชนครินทร์ ประทับอยู่ที่กรุงเทพฯ ต่อไปอีกระยะหนึ่งจนถึง พ.ศ. ๒๔๗๖
พ.ศ. ๒๔๘๕ ได้เสด็จเข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยโลซานน์ในคณะวิทยาศาสตร์ สาขาวิชาเคมี ทรงสำเร็จการศึกษาปริญญาตรี และได้รับ Dipl?me de Chimiste A เมื่อ พ.ศ. ๒๔๙๑ ในระหว่างที่ทรงศึกษาหลักสูตรวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยโลซานน์ ได้ทรงเข้าศึกษาหลักสูตรของสังคมศาสตร์ - ครุศาสตร์ Diplime de Sciences Sociales Podagogiquesอันประกอบด้วยวิชา ต่าง ๆในสาขาวิชาการศึกษา วรรณคดี ปรัชญา และจิตวิทยา แม้เมื่อทรงสำเร็จการศึกษาปริญญาตรีสาขาวิชาเคมีแล้วก็ยังทรง ศึกษาวิชาวรรณคดีและปรัชญาต่อไปอีกด้วยความสนพระหฤทัย
