พระบาทสมเด็จพระปรเมนทรรามาธิบดีศรีสินทรมหาวชิราลงกรณ พระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงผนวชตั้งแต่ครั้งยังดำรงพระยศเป็นสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช มีพระทัยศรัทธาจะอุปสมบทในพระพุทธศาสนา พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร จึงโปรดเกล้าฯให้ทรงผนวชในวันที่ ๖ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๒๑ ณ พัทธสีมาพระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม โดยมีสมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ สมเด็จพระสังฆราช (วาสน์ วาสโน) เป็นพระอุปัชฌาย์ สมเด็จพระญาณสังวร (เจริญ สุวฑฺฒโน) เป็นพระกรรมวาจาจารย์ และสมเด็จพระธีรญาณมุนี (ธีร์ ปุณฺณโก) ถวายอนุสาสน์ ผนวชแล้วเสด็จฯ ไปประทับ ณ พระตำหนักปั้นหย่า วัดบวรนิเวศราชวรวิหาร พระมหารัชมงคลดิลก (บุญเรือน ปุณฺณโก) เป็นพระอภิบาล ผนวชอยู่ ๑๕ วันจึงลาผนวช
พระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงเป็นสยามมกุฎราชกุมารพระองค์ที่ ๓ ของไทย ซึ่งสยามมกุฎราชกุมารพระองค์แรกเริ่มมีขึ้นในสมัยรัชกาลที่ ๕ คือ เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ ส่วนพระองค์ที่ ๒ คือ เจ้าฟ้ามหาวชิราวุธ ซึ่งได้ขึ้นครองราชย์เป็นรัชกาลที่ ๖
เมื่อวันที่ ๒๘ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๑๕ พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้ตั้งการพระราชพิธีสถาปนาเฉลิมพระนามาภิไธย สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ ให้ดำรงพระอิสริยยศ สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช โดยมีพระนามตามจารึกในพระสุพรรณบัฏว่า ..
“สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร สิริกิติยสมบูรณสวางควัฒน์ วรขัตติยราชสันตติวงศ์ มหิตลพงศอดุลยเดช จักรีนเรศยุพราชวิสุทธ สยามมกุฎราชกุมาร”
และเมื่อวันที่ ๒๙ พฤศจิกายน ๒๕๕๙ คณะรัฐมนตรีและคณะรักษาความสงบแห่งชาติ (คสช.) ได้จัดประชุมร่วมกันในวาระพิเศษเรื่อง การมีพระมหากษัตริย์พระองค์ใหม่ และมีมติแจ้งไปยังประธานสภานิติบัญญัติแห่งชาติ (สนช.) ให้อัญเชิญองค์พระรัชทายาท สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร ขึ้นครองราชสมบัติ สืบเป็นรัชกาลที่ ๑๐
พระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว มีพระนามเมื่อแรกประสูติว่า “สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ บรมจักรยาดิศรสันตติวงศ เทเวศรธำรงสุบริบาล อภิคุณูประการมหิตลาดุลเดช ภูมิพลนเรศวรางกูร กิตติสิริสมบูรณ์สวางควัฒน์ บรมขัตติยราชกุมาร” เป็นพระราชโอรสพระองค์เดียวในพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชินีพันปีหลวง เสด็จพระราชสมภพ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน พระราชวังดุสิต เมื่อวันจันทร์ที่ ๒๘ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๔๙๕ เวลา ๑๗.๔๕ น.
ซึ่งพระนาม “วชิราลงกรณ” นั้น สมเด็จพระสังฆราชเจ้า กรมหลวงวชิรญาณวงศ์ทรงตั้งถวาย มาจาก “วชิรญาณ” พระนามฉายาขณะผนวชในพระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหามงกุฎ พระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๔ ผนวกกับ ”อลงกรณ์” จากพระนามในพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาจุฬาลงกรณ์ พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๕
มีพระเชษฐภคินี ๑ พระองค์ คือ ทูลกระหม่อมหญิงอุบลรัตนราชกัญญา สิริวัฒนาพรรณวดี และพระขนิษฐภคินี ๒ พระองค์ คือ สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา เจ้าฟ้ามหาจักรีสิรินธร มหาวชิราลงกรณวรราชภักดี สิริกิจการิณีพีรยพัฒน รัฐสีมาคุณากรปิยชาติ สยามบรมราชกุมารี และสมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี
