Née à Paris, Cécile Ducrocq débute comme scénariste pour la télévision et le cinéma, notamment sur les séries Dix pour cent et Le Bureau des légendes. En 2010, elle réalise son premier court métrage, suivi de Tout le monde dit je t'aime, récompensé du prix UniFrance à Cannes en 2011. En 2014, son court métrage La Contre-allée, sélectionné à la Semaine de la critique de Cannes, met en scène l'actrice Laure Calamy dans le rôle d'une prostituée, une interprétation qui lui vaut un prix spécial du jury au Festival de Sundance et qui vaut au film le César du meilleur court métrage en 2016. En 2021, elle prolonge cette histoire dans son premier long métrage, Une femme du monde, où elle retrouve Laure Calamy dans le rôle de Marie, prostituée indépendante et mère d'un adolescent, présenté au Festival de Deauville. Entre-temps, elle devient showrunneuse de la série L'Opéra pour Canal+.
Le personnage de Marie s'inspire d'une prostituée que Cécile Ducrocq a rencontrée avec Laure Calamy lors de la préparation de La Contre-allée, dont l'attitude combative et la revendication de liberté ont directement nourri l'écriture de son film.
Cécile Ducrocq privilégie un réalisme sans misérabilisme, souvent tourné caméra à l'épaule, qui refuse de réduire son héroïne au seul statut de victime pour lui offrir la complexité et l'ambition d'une véritable protagoniste.
Son court métrage La Contre-allée remporte le César du meilleur court métrage en 2016, après avoir été présenté à la Semaine de la critique de Cannes et récompensé au Festival de Sundance.
Laure Calamy, présente dans La Contre-allée puis dans Une femme du monde, est son actrice fétiche, incarnant à deux reprises le même personnage de Marie à des moments différents de sa vie.
Le travail du sexe envisagé sous l'angle de la liberté et de la dignité plutôt que de la victimisation, ainsi que la maternité en marge des normes sociales, structurent l'ensemble de son œuvre de scénariste et de réalisatrice.