Theo nhà nghiên cứu Huế - ông Nguyễn Đắc Xuân - bà Mộng Điệp sinh năm 1924 ở Bắc Ninh. Bà từng có một người con với một bác sĩ ở Hà Nội. Sau năm 1945, vua Bảo Đại được Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa mời ra làm cố vấn. Tại đây, ông gặp bà Điệp và hai người kết duyên, chung sống tại số 51 Trần Hưng Đạo.
Cuộc đời vua Bảo Đại về cuối có những biến cố, nhưng người thứ phi này vẫn chung thủy hết mực và làm mọi việc vì chồng. Năm 1946, vua Bảo Đại được cử đi nước ngoài, vì túng thiếu, chính tay bà và bác sĩ Phạm Ngọc Thạch đã mang tiền cho vị vua này.
Bà Mộng Điệp và vua Bảo Đại sinh được 3 người con, trong đó con trai thứ ba là Bảo Sơn được xem là nhân tài của nước Pháp. Tuy nhiên, trong một lần lái máy bay, người con này gặp tai nạn vĩnh viễn không về. Sau sự việc này, trong vòng 13 năm, bà Mộng Điệp kín cửa không hề tiếp ai.
Năm 1953, chiến tranh ác liệt, bà đích thân mang cặp ấn kiếm và một số vật báu của triều Nguyễn qua Pháp giao cho Hoàng hậu Nam Phương và ở lại luôn đất nước này.
Lúc đầu, khi mới sang Pháp, bà Mộng Điệp thuê nhà ở gần lâu đài Thorenc, sau đó sống ở một ngôi nhà nhỏ trong thành phố Paris. Những tư liệu, thư từ về cuộc đời của bà với ông hoàng Bảo Đại vẫn được bà gìn giữ.
Những năm cuối đời, hoàng phi Mộng Điệp có nguyện vọng về sống ở quê nhà, khi trăm tuổi được táng gần lăng mộ Đức Từ cung. Nhưng gặp nhiều chuyện mất mát quá lớn nên nguyện vọng của bà chưa thực hiện được.
Cuối năm 1996, bà cùng hoàng nữ Phương Thảo về thăm Huế, dự định tặng toàn bộ tài liệu liên quan đến nhà Nguyễn và cựu hoàng cho một bảo tàng nào đó ở quê hương. Nhưng cũng lại do hoàn cảnh nên tâm nguyện đó của bà chưa thực hiện được.
Thời gian gần đây, trong một tai nạn, bà bị gãy cổ, khi được đưa vào bệnh viện thì phát hiện thêm bị bệnh tim. Bà qua đời lúc 12 giờ ngày Chủ nhật 26-6 tại Bệnh viện Saint Antoine, ở tuổi 87. Thi thể bà được an táng cùng ngày tại Nghĩa trang Thiais ở Paris - nơi có mộ phần của hai người con trai.