Pianista e compositrice, Cécile iniziò all'età di otto anni a scrivere musica da chiesa.

Georges Bizet la definì «il mio piccolo Mozart» e le fece sostenere l'esame di ammissione al Conservatorio di Parigi.

L'esito fu eccellente, ma dal momento che il padre non intendeva far frequentare alla figlia il Conservatorio, Bizet la fece studiare privatamente con Godard; durante un viaggio di lavoro del padre, le venne chiesto di esibirsi nella Salle Pleyel di Parigi e fu molto apprezzata.

Nel 1881 iniziò a pubblicare i suoi lavori, di svariato genere, suscitando l'interesse di un pubblico numeroso; con la morte del padre nel 1887 l'attività di compositrice divenne una necessità.

Nel 1892 Cécile debuttò in Inghilterra, nel 1908 si recò negli Stati Uniti e anche qui venne molto apprezzata.

Nel 1913 ottenne la Legione d'Onore, prima donna compositrice ad ottenere il prestigioso riconoscimento.

Scrisse oltre duecento pezzi pianistici, un'opera, suites per orchestra, lieder e composizioni corali e la musica del balletto Callirhoé. Tra le composizioni più famose a tutt'oggi, si ricordano il Concertino per flauto e pianoforte scritto per il Concorso del Conservatorio di Parigi del 1902 e il Konzertstuck per pianoforte e orchestra.

Diede origine alla grande tradizione francese della chanson, portata ai massimi livelli da Edith Piaf, Ives Montand, Charles Trénet e da George Brassens. Tra le Chanson che riscossero consenso positivo da parte della critica ricordiamo The Silver Ring e Ritournelle.

La leggiadria e la serenità francese della musica di Chaminade entrava in contrasto con la musica “seria” di Brahms, Beethoven, Schumann, Fauré e per questo Richard Smith negli Stati Uniti d'America la definì «la sorella di indulgenza perpetua«.

Nella seconda metà del Novecento però le sue opere furono dimenticate e, nonostante il suo stile compositivo sia intelligente e accattivante, molti non ritengono la musica di Chaminade una “musica di qualità”.

Le opere di Chaminade rimasero comunque tra le composizioni femminili più pubblicate e le sue musiche, fortemente evocative, sono testimoni di eleganza e ricchezza compositiva.