สมเด็จพระเจ้าอุทุมพรได้ทรงดำรงพระราชอิสริยยศเป็นกรมพระราชวังบวรสถานมงคล ในปลายรัชกาลสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวบรมโกศ พระองค์ทรงเป็นแม่กองในการบูรณะพระมหาธาตุ หลังพระราชบิดาสวรรคต เจ้าฟ้าอุทุมพรจึงได้ทรงรับราชสมบัติเป็นระยะเวลาอันสั้น ทรงสร้างวัดขึ้นชื่อว่า วัดอุทุมพราราม หรือวัดเจ้าดอกเดื่อ และโปรดให้ปฏิสังขรณ์หลังคาพระมณฑปพระพุทธบาท หุ้มทองสองชั้น อย่างไรก็ตาม เจ้าฟ้าเอกทัศซึ่งเป็นพระเชษฐาทรงปรารถนาราชสมบัติ สมเด็จพระเจ้าอุทุมพรจึงทรงสละราชสมบัติแล้วเสด็จออกผนวช จนกระทั่งเกิดสงครามคราวพระเจ้าอลองพญายกทัพมาตีกรุงศรีอยุธยาจึงลาพระผนวชมาช่วยศึก จากนั้นกลับทรงพระผนวชอีกครั้งจนกรุงศรีอยุธยาแตก จึงถูกกวาดต้อนไปยังกรุงอังวะพร้อมเชลยกรุงศรีอยุธยา เมื่อถึงกรุงอังวะ ทรงพระผนวชและประทับอยู่ที่วัดเยตะพัน ทางใต้กรุงอังวะ จนย้ายเมืองหลวงไปยังกรุงอมรปุระ ใน พ.ศ. 2323 จึงเสด็จไปประทับที่กรุงอมรปุระ จนกระทั่งสวรรคต ใน พ.ศ. 2339