در ۲۰ صفر ۱۲۶۶ (۱۵ دی ۱۲۲۸ خورشیدی) در تبریز زاده شد. پدر او ناصرالدین شاه و مادرش عفّت‌السلطنه از زنان صیغهٔ شاه و دختر رضاقلی بیگ غلام پیشخدمت بهمن میرزا برادر اعیانی محمدشاه، بود چون از مادری غیر قاجار زاده شد به ولیعهدی نرسید. در جوانی حکمران مازندران بود و از سال ۱۲۸۸ حاکم اصفهان شد. در طول سال‌های بعد، حکومت ایالت‌های فارس، کردستان، لرستان و یزد نیز به او داده شد. او همواره مایل به داشتن نیروی نظامی شخصی بود. بنابراین در اصفهان فوج‌های نظامی با لباس و اسلحهٔ ارتش اتریش تشکیل داد و برای تعلیم دادن آنها از آلمان معلم‌های نظامی استخدام کرد ناصرالدین شاه که از خودسری‌های ظل‌السلطان در اصفهان بیم داشت، او را شبانه از تمام حکومت‌های خود عزل کرد و تنها شهر اصفهان را برایش باقی گذاشت.]فرمانروایی سی و چهار ساله ظل‌السلطان بر اصفهان، با ویرانی بیش از ۵۰ اثر و بنای تاریخی و باغ ایرانی در پایتخت دولت صفوی همراه بود. شهر اصفهان که در روزگار اوج شکوه خود دارای ۱۳۷ کاخ، ۱۶۲ مسجد، ۴۸ مدرسه، ۲۷۳ حمام و ۱۲ گورستان بود،[۶] در دوره ظل‌السلطان بیشتر شکوه و زیبایی خود را از کف داد. یکی از جهانگردان اروپایی در آن زمان نوشته است: «متأسفانه ظل‌السلطان از خیابان خوش‌منظره و فرح‌آور چهارباغ مانند سایر آثار باستانی چیزی باقی نگذاشته، جدول‌های سنگی را پرکرده و حواشی آنها را فروخته و نقاشی‌های تاق‌ها و دیوارها را هم محو کرده است. جای قصرها و عمارت‌های خالی صفوی را هم با ایجاد مزارع گرمک و خیار اشغال کرده است.» وی در مدت حکومت در اصفهان برخی از عمارت‌های باقی‌مانده از دورهٔ صفوی را کاملاً نابود کرد، عمارت‌هایی مانند عمارت آیینه‌خانه (در کنار زاینده‌رود)، و برخی دیگر را به مرز نابودی کشاند. او آینه‌کاری‌های روی ستون‌های عالی‌قاپو و چهل‌ستون را از میان برد. وی همچنین دستور داد روی نقاشی‌های نفیس داخل چهل‌ستون را با گچ بپوشانند و نقاشان قاجاری بر روی آنها نقاشی‌های کم‌ارزش خود را بنگارند.[ تخریب برخی از بناهای صفوی از جمله ابنیه باغ سعادت آباد به دستور مسعود میرزا ظل‌السلطان، در فیلم مستند بوی فروردین مورد بررسی قرار گرفته است.[۸]