De høyere skolene som ledet til middelskoleeksamen og examen artium var i hennes barndom og ungdom stengt for kvinner. I 1877 henvendte bestyrerne B.C. Pauss, J.C. Keyser og Einar Lyche ved Nissens Pigeskole seg til Kirke- og undervisningsdepartementet og la frem et forslag til lov om middelskoleeksamen for jenter. Året etter fikk Nissens Pigeskole som første skole rett til å holde middelskoleeksamen for jenter, og Cecilie Thoresen og Anna Bugge var blant de første som meldte seg på. I fortalte Thoresen at «jeg var allerede blit 20 aar, men bestemte mig til at ta middelskoleexamen for saa senere at bli no». Middelskoleeksamen oppfylte de teoretiske kravene til lærereksamen og var den høyeste utdannelsen kvinner kunne oppnå i Norge på den tiden.