Cel mai mic din cei patru copii, Cecilia a părăsit Suedia în 1810 cu familia, după ce tatăl ei, regele Gustav al IV-lea al Suediei, a fost detronat în 1809. A fost crescută în țara natală a mamei ei, Marele Ducat de Baden (Germania). După divorțul părinților din 1812, ea a fost crescută în principal de bunica maternă Amalia de Hesse-Darmstadt, la Bruchsal.
Cecilia a fost interesată de cultură. Ca Mare Ducesă de Oldenburg ea a compus melodia imnului pentru Oldenburg. Mai târziu imnul la care s-au adăugat versurile scrise de Theodor von Kobbe a fost numit ‘Heil dir, o Oldenburg’. În 1822, Cecilia a fondat primul teatru din oraș, astăzi Oldenburgisches Staatstheater. A fost cunoscută pentru apropierea față de populația din Oldenburg, unde a trăit o viață limitată la cercurile de la curte. Un pod, o piață și un drum sunt numite după ea, precum și o școală. În onoarea regretatei Cecilia, localitatea Cäciliengroden situată în apropiere de Wilhelmshaven a fost numită după ea.
Cecilia a murit la vârsta de 36 de ani de febră puerperală, la câteva zile după ce a dat naștere celui de-al treilea copil, Elimar. A fost înmormântată la mausoleul ducal din Oldenburg. Sora ei, Amalia Maria Charlotta, a fost de asemenea, înmormântată acolo.
Gisela Niemöller: Die Engelinnen im Schloß. Eine Annäherung an Cäcilie, Amalie und Friederike von Oldenburg. Isensee, Oldenburg 1997, ISBN 3-89598-463-9