Ses parents Henry C. DeMille et Béatrice DeMille étaient des dramaturges. Son père est décédé à l’âge de 12 ans et sa mère a soutenu la famille en ouvrant une école pour filles et une compagnie théâtrale. Trop jeune pour s’engager dans la guerre hispano-américaine, Cecil suivit son frère, William C. de Mille, à l’Académie des arts dramatiques de New York, où il fit ses débuts sur scène en 1900. Pendant douze ans, il fut acteur / gérant de la troupe de théâtre de sa mère. En 1913, Jesse L. Lasky , Samuel Goldwyn et DeMille fondèrent la Lasky Film Company (qui, quelques années plus tard, devinrent Paramount Pictures). L’année suivante, elle se dirigea vers l’ouest de la Californie et produisit le succès de six films, The Squaw Man(1914), d’importance historique comme premier long métrage produit à Hollywood. Il a défendu le passage des courts métrages aux longs métrages et a souvent la réputation de faire d’Hollywood la capitale du cinéma. Plutôt que de placer son argent dans des stars connues, il a mis l’accent sur les valeurs de production. Il a également développé des stars, notamment Gloria Swanson . Il a produit et réalisé 70 films et a été impliqué dans beaucoup d’autres. Beaucoup de ses films étaient des comédies sexuelles romantiques (il est supposé avoir cru que les Américains n’étaient curieux que de l’argent et du sexe). Ses épopées bibliques: Le roi des rois (1927), Les dix commandements (1923) et Les croisades.(1935). De 1936 à 1945, il a animé et dirigé le “Lux Radio Theatre”, qui a duré une heure et qui a diffusé les acteurs et les histoires de nombreux films sur les ondes. Il est par la suite devenu le symbole de Hollywood. Il est apparu comme lui-même dans le classique Sunset Blvd. (1950) avec son ancienne star Gloria Swanson dans le rôle de la fictive perturbation de l’ancienne actrice de cinéma muet Norma Desmond. Sa nièce Agnes de Mille était la chorégraphe acclamée de la production originale de Broadway et de la version cinématographique d’ Oklahoma! (1955).