Après avoir pris des cours de danse avec Roland Petit, Cécile Aubry suit les cours de théâtre de René Simon.
Cécile Aubry entre au cinéma par la grande porte à l'âge de dix-neuf ans et en sort sans les hommages de la profession dix ans plus tard, à l'issue d'une carrière trop courte pour donner la réelle mesure de ses possibilités. Elle connaît pourtant des débuts prometteurs avec Henri-Georges Clouzot, pour qui elle interprète l'héroïne de Manon (1948) dans une adaptation libre de l'oeuvre de l'Abbé Prévost.
Quelques années avant Brigitte Bardot, elle trouble la représentation érotique traditionnelle de la femme et bouscule les tabous de l'âge. Devant la caméra, son ingénuité est sans cesse contrariée par les moues perverses et sensuelles de son visage juvénile. Elle est propulsée du jour au lendemain sur les plateaux d'Hollywood et joue dans La rose noire (1950) - tournage sur lequel elle rencontre son mari Si Brahim El Glaoui - sous la direction d'un des plus grands cinéastes du moment, Henry Hathaway. Après son mariage qui ne dure que le temps d'un enfant et d'un film, elle ne parvient pas à retrouver l'état de grâce de son premier rôle. Elle tourne six films qui sombrent dans l'oubli.
Romancière, Cécile Aubry écrit pour les enfants depuis que sa carrière cinématographique a pris fin.
Dans les années 1960, elle adapte plusieurs de ses récits pour la télévision et tourne les séries Le Jeune Fabre, Coups de foudre, ainsi que Poly et Belle et Sébastien dans lesquelles elle fait jouer son fils Medhi.
Longs métrages 1967 | Sebastien parmi les hommes [TV] | Cécile Aubry |
| 2012 | Belle et Sébastien | Nicolas Vanier |
| 2014 | Belle et Sébastien : L'aventure continue | Christian Duguay |
| 2017 | Belle et Sébastien 3, le dernier chapitre | Clovis Cornillac |
| 2019 | Poly | Nicolas Vanier |
| 1947 | Une nuit à Tabarin | Carl Lamac |
| 1948 | Manon | Henri-Georges Clouzot |
| 1949 | Black Rose (The) La Rose noire | Henry Hathaway |
| 1951 | Barbe-Bleue | Christian-Jaque |
| 1953 | Piovuto dal cielo Voleur malgré lui | Leonardo De Mitri |
| 1954 | Bonjour la chance | Guy Lefranc |
| 1954 | Tanz in der Sonne | Géza von Cziffra |
| 1957 | C'est arrivé à 36 Chandelles | Henri Diamant-Berger |
| 1960 | Espionne sera à Nouméa (L') | Georges Péclet |