爱因斯坦的广义相对论演讲，激起对天文的兴趣。她在剑桥大学完成了学业，但当时女性无法获得学位。在和哈佛大学天文台台长哈罗·沙普利见面后，她于1923年前往美国攻读天文的研究所学位。她在美国得到鼓励女性在天文台研究的奖学金，而且是继1922年入学的阿德莱德·艾姆斯之后进入该台的第二位女性学生。
博士班.沙普利成为塞西莉亚的博士论文指导教授。她于1925年以论文《恆星大气》（Stellar Atmospheres: A Contribution to the Observationa