Уже в детстве маленькая Сесиль проявила тягу к актерской игре. С 10 лет она принимала участие в различных любительских постановках. В 15 лет она стала посещать актерские курсы Жана-Мишеля Фрера, а два года спустя уехала во Францию, чтобы продолжить обучение. В середине 90-х Сесиль выступала на сценах Парижа и Лиона, попутно посещая курсы актерского мастерства.
В 1997 году Сесиль де Франс начала сниматься, появляясь в незначительных короткометражных лентах. Затем при содействии известного продюсера Доминика Бенеара актриса попала в большое кино. Удачно пройдя кастинг, она снялась в комедийной мелодраме «Искусство обольщения», режиссерском дебюте Ришара Берри. После этого карьера начинающей актрисы резко пошла в гору, принеся ей много заманчивых предложений от продюсеров и режиссеров.
В 2002 году, снявшись вместе с Одри Тоту в комедийной мелодраме Седрика Клапиша «Испанка», Cécile de France исполнила роль Изабель, за что была удостоена престижной французской кинопремии «Сезар» в категории «Женская роль второго плана». Уже в следующем году режиссером Александром Ажа актриса была приглашена на главную роль в молодежный триллер «Высокое напряжение». А в 2004 году появилась в экранизации романа Жюля Верна «Вокруг Света за 80 дней» с участием таких звезд первой величины, как Джеки Чан и Арнольд Шварценеггер. Вскоре с участием Сесиль де Франс и Одри Тоту вышла комедия «Красотки», являющаяся продолжением «Испанки».
В 2006 году Сесиль де Франс исполнила главные роли сразу в двух картинах: музыкальной мелодраме Хавьера Джанолли «Когда я был певцом» и в лирической комедии Даниэль Томпсон «Места в партере». Также актриса отметилась в фильмах «Новеллы Ги де Мопассана», «Семейная тайна», «Враг государства №1», а в 2010 году приняла участие в крупном голливудском проекте, исполнив главную роль в фантастической драме Клинта Иствуда «Потусторонее», где сыграла в дуэте с Мэттом Дэймоном.
