Met beide ouders als bekende barokspecialisten is het niet verwonderlijk dat Cecilia Bernardini voor de muziek koos. Aanvankelijke studeerde ze moderne viool aan het Conservatorium van Amsterdam en de Guildhall School of Music and Drama in Londen. Beide opleidingen sloot ze met onderscheiding af. Ze won diverse prijzen, waaronder het Davina van Wely Vioolconcours in 2001 toen ze nog maar zeventien jaar was. In 2005 behaalde ze de tweede prijs op het Nationaal Vioolconcours Oskar Back. Ze trad op als concertmeester bij onder meer Camerata Salzburg en het Scottish Chamber Orchestra. Ook werkte ze samen met onder anderen Stanley Ritchie en Alexandre Tharaud. In 2010 was ze een van de solisten tijdens de wereldpremière van het Double Concerto van Philip Glass met het Residentieorkest.
Bernardini is ook een veel gevraagd barokvioliste. Ze trad als concertmeester op met ensembles als het Tafelmusik Baroque Orchestra, The King’s Consort, en de Nederlandse Bachvereniging. Sinds 2012 is ze leider van het Dunedin Consort. Met dit gezelschap maakte ze diverse opnames, waaronder een met een Gramophone Award bekroonde cd van Mozarts Requiem.
Over haar liefde als kind voor het Vioolconcert van Tsjaikovski zegt Bernardini:
Ik bedacht dat als ik elke dag een maat zou studeren ik in twee jaar het hele stuk zou kunnen spelen.
Interview in The Herald 2016.