Geboren te Tolg, , Växjö, Småland, Kronobergs län. Cecilia Davidsson is vooral bekend als beeldend kunstenaar en als schrijver van korte verhalen en auteur van gemakkelijk leesbare boeken. Ze is ook docent creatief schrijven aan de Linnaeus University. Davidsson groeide op in Småland met haar tweelingzus Helena Davidsson Neppelberg. Tijdens haar opvoeding was ze onder meer nanny in Duitsland, iets wat ze later vertolkte in Detta ska passer (2018). Ze wist al vroeg dat ze met iets creatiefs wilde werken en concentreerde zich eerst op schilderen voordat ze verder ging met schrijven. Studeerde informatica aan de Universiteit van Växjö (1983-1985) en kreeg daarna een baan als plaatselijk redacteur voor Smålandsposten in Älmhult. In 1989 verhuisde Davidsson naar Stockholm. Ze studeerde schrijven aan St. Erik's folk college in Sundbyberg 1990–1991.

Davidsson debuteerde in 1994 met de verhalenbundel En av dessa nätter bij Bonniers, waarvoor ze de Catapult Prize ontving. In 1998 debuteerde ze als auteur van kinderboeken met Tilda i toppen, een prentenboek geïllustreerd door zus Helena Davidsson Neppelberg, bij Alfabeta. Later verhuisde ze naar Vaxholm, waar zich bijvoorbeeld het kinderboek Huset i dimman (2011) afspeelt. Davidsson zit in de jury voor de Pär Lagerkvist prijs. Ze is ook lid van het beursfonds van Albert Bonnier voor jongere en nieuwere schrijvers, dat jaarlijks 500.000 kronen toekent. Sinds 2014 bekleedt Davidsson de achttiende leerstoel in de academie van Småland.

Woont momenteel in Vaxholm.