พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้จัดพระราชพิธีสมโภชเดือนและขึ้นพระอู่ขึ้น ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน พระราชวังดุสิต ในระหว่างวันที่ 14-15 กันยายน พ.ศ. 2495 โดยสมเด็จพระสังฆราชเจ้า กรมหลวงวชิรญาณวงศ์ทรงเป็นประธานเจริญพระพุทธมนต์ในเย็นวันที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2495

เช้าวันรุ่งขึ้น (15 กันยายน) จึงมีพิธีสงฆ์และพิธีพราหมณ์ในห้องพิธี เริ่มด้วยพอถึงพระฤกษ์ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงจรดพระกรรบิดกริบพระเกศา ทรงเจิม ทรงผูกด้ายพระขวัญ พระสงฆ์สวดชัยมงคลคาถา พราหมณ์ประกอบพิธีลอยกุ้ง ปลาทอง มะพร้าวเงิน มะพร้าวทองลงในพระขันสาคร แล้วพระสงฆ์ถวายอดิเรก ถวายพระพรลา พระมหาราชครูเชิญเสด็จขึ้นพระอู่และเห่กล่อมเปิดศิวาลัยไกรลาศตามประเพณีพิธีของพราหมณ์ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงวางพระราชภัณฑ์ลงในพระอู่ตามพระราชประเพณีแล้ว พระมหาราชครูเชิญสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณฯ ขึ้นพระอู่แล้ว พระบรมวงศานุวงศ์และข้าทูลละอองธุลีพระบาทเวียนเทียนครบรอบตามประเพณี สภาวัฒนธรรมแห่งชาติได้จัดขับไม้มโหรีขับกล่อมถวายพระพรในวาระนี้ด้วย ในการนี้มีการถ่ายทอดเสียงในพระราชพิธีทางวิทยุไปทั่วประเทศ

สยามมกุฎราชกุมาร

พระราชพิธีสถาปนาสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร

เมื่อมีพระชนมายุครบ 20 พรรษา พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มีการจัดพระราชพิธีสถาปนาสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ ขึ้นเป็นสยามมกุฎราชกุมาร เมื่อวันที่ 28 ธันวาคม พ.ศ. 2515 มีพระนามตามจารึกในพระสุพรรณบัฏว่า “สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร สิริกิตยสมบูรณสวางควัฒน์ วรขัตติยราชสันตติวงศ์ มหิตลพงศอดุลยเดช จักรีนเรศยุพราชวิสุทธิ สยามมกุฎราชกุมาร” นับเป็นสยามมกุฎราชกุมารพระองค์ที่ 3 ของไทย

การศึกษา

ตั้งแต่ พ.ศ. 2499 จนถึง พ.ศ. 2505 สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร ทรงสำเร็จการศึกษาขั้นต้นในระดับอนุบาล รุ่นที่ 2 จากโรงเรียนจิตรลดา แล้วจึงเสด็จฯ ไปทรงศึกษาต่อในระดับประถมศึกษาที่โรงเรียนคิงส์มีด แคว้นซัสเซกส์ และศึกษาระดับมัธยมศึกษาที่โรงเรียนมิลฟิลด์ แคว้นซอมเมอร์เซทประเทศอังกฤษ ตั้งแต่ พ.ศ. 2509 จนถึง พ.ศ. 2513 หลังจากนั้น ทรงศึกษาต่อวิชาทหารที่โรงเรียนคิงส์สกูล ซิดนีย์ ประเทศออสเตรเลีย เสร็จแล้ว ทรงการศึกษาต่อในระดับปริญญาตรีสาขาอักษรศาสตร์ (ด้านการทหาร) จากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย เมื่อ พ.ศ. 2519

เมื่อนิวัติประเทศไทยทรงรับราชการทหารแล้วทรงศึกษาต่อที่โรงเรียนเสนาธิการทหารบก รุ่นที่ 46 เมื่อ พ.ศ. 2520 ทรงเข้าศึกษาในสาขาวิชานิติศาสตร์ รุ่นที่ 2 มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช เมื่อ พ.ศ. 2525 ทรงสำเร็จการศึกษานิติศาสตรบัณฑิต (เกียรตินิยมอันดับ 2) และ พ.ศ. 2533 ทรงได้รับการศึกษา ณ วิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักรแห่งสหราชอาณาจักร

พระองค์เคยตรัสว่า เคยประสบปัญหาผลการเรียนที่ไม่น่าพึงใจ อันเป็นผลจากการที่ทรงถูกเลี้ยงดูมาอย่างประคบประหงม

ผนวช

สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร มีพระทัยศรัทธาจะอุปสมบทในพระพุทธศาสนา พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชจึงโปรดเกล้าฯ ให้ทรงผนวชในวันจันทร์ที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2521 เวลา 15.37 น. ณ พระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม โดยมีสมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ สมเด็จพระสังฆราช (วาสน์ วาสโน) เป็นพระอุปัชฌาย์ สมเด็จพระญาณสังวร (เจริญ สุวฑฺฒโน) เป็นพระกรรมวาจาจารย์ และสมเด็จพระธีรญาณมุนี (ธีร์ ปุณฺณโก) ถวายอนุสาสน์ ผนวชแล้วเสด็จฯ ไปทำทัฬหีกรรม ณ พระอุโบสถพระพุทธรัตนสถาน เมื่อเวลา 16.59 น. โดยมีสมเด็จพระสังฆราช (วาสน์ วาสโน) เป็นพระอุปัชฌาย์ สมเด็จพระญาณสังวร (เจริญ สุวฑฺฒโน) เป็นพระกรรมวาจาจารย์เสร็จแล้วเสด็จฯ ไปประทับ ณ พระตำหนักปั้นหย่า วัดบวรนิเวศราชวรวิหารพระมหารัชมงคลดิลก (บุญเรือน ปุณฺณโก) เป็นพระอภิบาล ผนวชอยู่ 15 วันจึงลาผนวช

การทหาร

สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูรเมื่อครั้งยังเป็นสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร ทรงปฏิบัติการฝึกเครื่องบินรบแบบ เอฟ-5

หลังจากสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร ทรงสำเร็จการศึกษาด้านการทหารจากประเทศออสเตรเลีย รวมถึงทรงเข้ารับการฝึกหลักสูตรอื่นๆ แล้ว สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร ยังได้ทรงปฏิบัติพระราชกรณียกิจโดยทรงเข้าร่วมปฏิบัติการรบในการต่อต้านการก่อการร้ายในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศ เนื่องจากประเทศไทยได้เกิดปัญหาการก่อความสงบของพรรคคอมมิวนิสต์แห่งประเทศไทย ซึ่งการก่อความไม่สงบได้ทำให้มีผู้เสียชีวิตและบาดเจ็บเป็นจำนวนมาก สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ สยามมกุฎราชกุมาร” ได้เสด็จฯ ไปทรงเยี่ยมให้กำลังใจแก่ตำรวจ ทหาร และเจ้าหน้าที่ อส. บริเวณพื้นที่อันตราย นอกจากนี้ยังได้ทรงร่วมรบเคียงบ่าเคียงไหล่กับทหารหาญแนวหน้า

ปฏิบัติการ ณ บ้านหมากแข้ง

เมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2519 พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ร้อยเอกสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร เสด็จพระราชดำเนินไปทรงเยี่ยมตำรวจ ทหารและราษฎรในพื้นที่ ณ ฐานปฏิบัติการบ้านหมากแข้ง อำเภอด่านซ้าย จังหวัดเลยหลังจากพรรคคอมมิวนิสต์แห่งประเทศไทยได้ส่งกำลังเข้าโจมตีฐานปฏิบัติการของตำรวจหน่วยปฏิบัติการพิเศษ ทำให้มีเจ้าหน้าที่ตำรวจเสียชีวิต และได้บาดเจ็บสาหัสอีกจำนวนหนึ่ง

เมื่อปลายเดือนตุลาคม พ.ศ. 2519 พรรคคอมมิวนิสต์แห่งประเทศไทยได้ปะทะยิงสู้รบเจ้าหน้าที่ตำรวจ เป็นเหตุให้เครื่องบินตก 1 ลำ ในวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2519 หลังจากเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวไม่นาน ร้อยเอกสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช สยามมกุฎราชกุมาร (พระอิสริยยศในขณะนั้น) เสด็จฯ ทรงเยี่ยมเพื่อสร้างขวัญและกำลังใจในการสู้รบ ทรงออกบัญชาการรบที่แนวหน้าด้วยพระองค์เอง การเสด็จฯ เยี่ยมดังกล่าวได้สร้างขวัญกำลังใจให้กับชาวบ้านและบรรดาทหารขณะนั้นเป็นอย่างมาก

ขณะที่ร้อยเอกสมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ เสด็จฯ โดยเฮลิคอปเตอร์เพื่อไปยังแนวหน้า ได้มีการยิงถล่มจากพรรคคอมมิวนิสต์ฯ ทำให้เฮลิคอปเตอร์พระที่นั่งไม่สามารถลงจอดได้ เหตุการณ์ในวันดังกล่าวชาวบ้านในพื้นที่เล่าว่า พระองค์ทรงกระโดดลงมาจากเฮลิคอปเตอร์ ความสูงประมาณ 12 เมตร แล้ววิ่งหลบฝ่ากระสุนที่ปลิวว่อนไปมาอย่างกล้าหาญ จากนั้นพระองค์จึงทรงวิเคราะห์และวางแผนการรบให้กับทหารในพื้นที่ ออกลาดตระเวน อยู่ยามเช่นเดียวกับทหารคนอื่นๆ

พระองค์ได้ประทับแรมที่ฐานปฏิบัติการบ้านหมากแข้งเป็นเวลา 1 คืนจึงเสด็จฯ กลับ และได้เสด็จฯ มาเยี่ยมเยือนอีกครั้งหนึ่งในวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2519 ต่อมาพรรคคอมมิวนิสต์ในประเทศไทยประกาศยอมแพ้ สงครามสู้รบจึงสิ้นสุดลงในปี พ.ศ. 2525

ด้านการบินรบ

สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร ทรงเริ่มทำการบินตามหลักสูตรการฝึกบินเฮลิคอปเตอร์ของโรงเรียนการบิน กองทัพอากาศ เมื่อ 20 ธันวาคม พ.ศ. 2522 พระองค์เริ่มทำการบินเฮลิคอปเตอร์แบบยูเอช-1เอช และเฮลิคอปเตอร์แบบยูเอช-1 เอ็น เมื่อสำเร็จตามหลักสูตรทรงขึ้นรับพระราชทานประดับเครื่องหมายแสดงความสามารถในการบินของกองทัพอากาศจากพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ในปีนั้นเองยังทรงสำเร็จหลักสูตรเฮลิคอปเตอร์โจมตีติดอาวุธ (Gunship) ของกองทัพบกรวม 2 เดือน

ในช่วงปี พ.ศ. 2523 ขณะติดตามสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เสด็จพระราชดำเนินเยือนสหรัฐฯ ทรงเข้ารับการฝึกบินเฮลิคอปเตอร์แบบยูเอช-1 เอช ของกองทัพบกสหรัฐฯ ที่นอร์ธแคโรไลนา และปี พ.ศ. 2525 เสด็จยังฐานทัพอากาศวิลเลียม รัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ทรงฝึกศึกษาเครื่องบินขับไล่สมรรถนะสูงแบบเอฟ 5 อี/เอฟ และทรงเข้ารับการฝึกบินในหลักสูตรการบินรบชั้นสูง (Advance Fighter 
Course) กับเครื่องเอฟ 5 ดี/เอฟ ที่กองบิน 1 ฝูง 102 จนสำเร็จตามหลักสูตร มีชั่วโมงบินทุกประเภทรวมกันกว่า 1,000 ชม.

สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามกุฎราชกุมาร มิได้ทรงละเลยการฝึกบินแบบใหม่ๆ โดยทรงเข้ารับการฝึกบินกับเครื่องบินใบพัดแบบมาร์คเคตตี้ของฝูงขั้นปลาย โรงเรียนการบิน กองทัพอากาศ และฝึกบินกับเครื่องบินไอพ่นแบบที 37 กับแบบที 33 และจบหลักสูตรนักบินขับไล่ไอพ่นสมรรถนะสูงกับเครื่องบินขับไล่แบบเอฟ 5 อี/เอฟ ของกองบิน 1 ฝูงบิน 102 รวมชั่วโมงบิน 200 ชั่วโมง ด้วยความสนพระทัยอย่างมาก จนกระทั่งทรงพร้อมรบและครบ 1,000 ชั่วโมง เมื่อ 17 เมษายน พ.ศ. 2532 อีกทั้งยังทรงเข้าร่วมการแข่งขันใช้อาวุธทางอากาศประจำปี โดยทรงทำคะแนนได้สูงตามกติกา กองทัพอากาศจึงทูลเกล้าฯ ถวายเครื่องหมายความสามารถในการใช้อาวุธทางอากาศชั้นที่ 1 ประเภทอาวุธระเบิดสี่ดาว อาวุธจรวดสี่ดาว และอาวุธปืนสี่ดาว

สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามกุฎราชกุมาร ทรงมีชั่วโมงฝึกบินอย่างต่อเนื่องที่สูงมาก ทรงเป็น “เจ้าฟ้านักบินขับไล่ไอพ่น” พระองค์แรกแห่งราชวงศ์จักรีที่ทำการบินกับเครื่องบินกองทัพอากาศเกือบทุกรูปแบบทรงราชย์