Den privata servicen är på Althorp House i Northamptonshire på lördag, vilket skulle ha varit hennes 56-årsdag.
Prins George, prinsessan Charlotte, prinsessan Dianas bror Earl Spencer och hennes två systrar kommer också att vara där.
Prins Charles och Hertiginnan av Cornwall kommer att vara i Kanada.
Tjänsten kommer att utföras av ärkebiskopen av Canterbury Justin Welby.
Prinsessan av Wales dog den 31 augusti 1997 i en bilolycka i Paris, när hertigen av Cambridge var 15 år och hans bror var 12 år.
Prinsarna har beställt en staty av prinsessan Diana för att markera 20-årsdagen av hennes död.
Skulpturen kommer att placeras på allmän plats i hennes tidigare residens, Kensington Palace.
Hertigen och hertiginnan av Cambridge och prins Harry ska närvara vid en gudstjänst för att återge Dianas grav, prinsessan av Wales, nästan 20 år efter hennes död.