Родилась 3 июня 1909 года в Днепропетровске (тогда Екатеринослав) в интеллигентной еврейской семье, где детям рассказывали о традициях и сложной истории еврейского народа, о пережитых погромах. Девочка мечтала стать пианисткой, но жизнь распорядилась иначе. В 16 лет она приехала в Москву и в 1925 году по совету родственников сумела поступить в киношколу Б.В. Чайковского.
Через два года она с другими студентами попала на кинофабрику «Совкино» для участия в массовках. Увидев фотопробы девушки в облике свахи, режиссёры Ольга Преображенская и Иван Правов, восхищённые её красотой, пригласили дебютантку на главную роль — Василисы в фильме «Бабы рязанские».
В 1944-1963 годах — актриса Театра-студии киноактёра.
Заслуженная артистка РСФСР (1935).
Эмма Цесарская первой сыграла в отечественном кинематографе Аксинью в "Тихом Доне". Она создала обаятельный, полный жизни, яркий темпераментный образ. Эта роль стала лучшей работой актрисы в кино.
В 1930-е годы осталась без жилья, без работы: её муж (высокопоставленный советский работник) был репрессирован.
По ходатайству Шолохова ей вернули жилье, нашли работу в кино — она снялась в фильме «Девушка с характером»в роли жены военного командира Иванова. Актриса ушла в тень, её уделом стали вторые роли, да и те — не часто. Для кинематографа 1930-х годов Цесарская была уже чрезмерно яркой, слишком броской. В ней чувствовалась неприрученная природа, та своевольная стихия, которую кино тоталитарной эпохи опасалось. С лика Цесарской писал свою Аксинью художник Георгий Верейский, иллюстрировавший роман Шолохова, — а это значит многое...
Она ещё потребовалась в 1940-х годах в «Освобождённой земле», где получила роль председательницы колхоза; в 1960-х годах мелькнула в двух экранизациях когда-то влюблённого в неё Шолохова: — в «Нахалёнке» и весёлой короткометражке «Когда казаки плачут». И всё…
Ушла из жизни 28 февраля 1990 года в Москве. Похоронена на 1-м участке Донского кладбища столицы.
роли в кино
1965 Спящий лев :: Анна Ивановна
1963 Когда казаки плачут (короткометражный) :: Дарья :: главная роль
1961 Нахалёнок :: попадья
1961 Високосный год :: Надежда Борташевич
1960 Из Лебяжьего сообщают (короткометражный) :: буфетчица
1959 На диком бреге Иртыша :: Лаврова
1958 Тревожная ночь :: Аксинья
1952 Майская ночь, или Утопленница :: Свояченица
1946 Освобождённая земля :: Надежда Васильевна Притуляк
1941 Богдан Хмельницкий :: шинкарка
1940 Бабы :: Ольга
1939 Шуми, городок :: Арина Тимофеевна
1939 Девушка с характером :: Катерина Иванова
1937 Дочь Родины :: эпизод
1935 Любовь и ненависть :: Василиса :: главная роль
1935 Вражьи тропы :: Фешка
1934 Восстание рыбаков :: жена Неера
1933 Одна радость :: Евгения Яковлевна
1933 Изменник родины :: крестьянка
1931 Две матери :: Вера, жена Андрея
1930 Тихий Дон :: Аксинья :: главная роль
1930 Иуда :: Настя
1929 Ее путь :: Прасковья
1928 Светлый город :: Тоня
1927 Бабы рязанские :: Василиса :: главная роль