Célia Aymonier dispute ses premiers mondiaux junior lors de l'édition 2009 disputée en France à Praz de Lys où elle est du sprint, de la poursuite et neuvième du sprint. L'année suivante, lors de l'édition de Hinterzarten, elle termine neuvième du sprint, du cinq kilomètres classique de la poursuite et septième du relais. Lors de cette année, elle remporte en ski de fond le classement général de la Coupe ', ou Coupe des Alpes, en catégorie junior. Elle fait ses débuts en Coupe du monde en à La Clusaz lors d'un quinze kilomètres libre départ en ligne où elle termine . Pour l'édition 2011 des mondiaux junior, disputée à Otepää, elle termine douzième du cinq kilomètres libre, du sprint; elle abandonne lors de la poursuite et termine dixième du relais. En 2012, elle concourre en lors des mondiaux d'Erzurum où elle obtient la dixième place du sprint, la du dix kilomètres classique et du skiathlon. Lors de cette année 2012, pour sa première année en sénior, elle remporte la ' ce qui lui garantit de participer aux épreuves de Coupe du monde pour la saison suivante. Elle dispute le début de la coupe du monde 2012-2013. À Liberec, pour les mondiaux des, elle termine du sprint et huitième du skiathlon. Elle est également présente aux Mondiaux de Val di Fiemme. Elle est éliminée lors des qualifications du sprint, termine du skiathlon et termine dixième du "" où elle est alignée avec Coraline Hugue. Elle fait ensuite partie du relais, avec Aurore Jean, Anouk Faivre-Picon et Coraline Hugue, qui termine à la sixième place.