D'abord actrice de théâtre en Autriche (entre autres dans sa ville natale) et en Allemagne, Cäcilie Lvovsky rencontre à Berlin en 1929 l'acteur Peter Lorre (1904-1964), avec lequel elle vit maritalement durant cinq ans. Au moment de l'avènement du nazisme en 1933, tous deux quittent l'Allemagne pour Paris puis Londres, où ils se marient en 1934, avant d'émigrer aux États-Unis cette même année.
Jusqu'au divorce du couple en 1945, l'actrice se retire pour se consacrer à sa famille. Sous le nom américanisé de Celia Lovsky (ayant obtenu dans l'intervalle la citoyenneté américaine), elle reprend ensuite sa carrière au cinéma (elle avait déjà tourné deux films allemands sortis en 1930), interprétant d'abord un petit rôle non crédité dans La Fière Créole de John M. Stahl, avec Maureen O'Hara et Rex Harrison, sorti en 1947.
Pour la télévision, à partir de 1952, Celia Lovsky participe à deux téléfilms et à soixante-dix-sept séries, dont Badge 714 (six épisodes, 1953-1959) et Star Trek (un épisode, 1967): elle y incarne , la première, T'Pau, la matriarche de Vulcain. Elle se produit pour la dernière fois au petit écran dans un épisode, diffusé en 1974, de la série policière Les Rues de San Francisco.
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