През 2001 г. печели Ориндж Боул (до 12 г.), като на финала побеждава Алиса Клейбанова. Около половин година тренира в прочутата тенис-школа на Ник Болетиери.

През 2005 г. участва с „Черно море Елит“ в европейското клубно първенство в Рен, Франция, където отборът става европейски шампион в състав Виргиния Трифонова, Сесил Каратанчева, Мария Пенкова и Цветана Пиронкова.

През същата година е обявена за една от най-проспериращите тенисистки в света поради факта, че през 2004 г. печели Ролан Гарос за девойки, а в периода от две години (2004-2005) се изкачва от 526 до 35 позиция в ранглистата на Женската тенис асоциация (WTA).

В края на годината е замесена в допинг-скандал от известен френски вестник и отнася наказание от 2 години (от 1 януари 2006 до 31 декември 2007).

През 2008 г. Каратанчева се завръща на корта с победа на турнира в Сърпрайз (Аризона) с награден фонд $25 000, като успява да спечели в неофициален турнир „уайлд кард“ за квалификациите. След тази титла Сесил получава „уайлд кард“ за турнира в Ла Куинта (Калифорния) и отказва да играе за отбора на България за Фед Къп. Отново печели титлата след драматичен финал в два сета срещу Сандра Кльозел, в който първоначално губи с 0-4 гейма.

През януари 2009 обявява, че поради финансови причини е сключила договор да се състезава за Казахстан срещу 65 000 $ на сезон. През същата година става шампионка на Казахстан на сингъл и на двойки (с Ярослава Шведова).

През 2010 година завършва на 140-о място в световната ранглиста.

Титли на сингъл

Година	Турнир	Категория	Съперник	Резултат
2003	Волос	ITF $ 10 000	Цветана Пиронкова	6-4 2-6 6-2
-	Карсавелос 2	ITF $ 10 000	Роса-Мария Андрес-Родригес	7-5 6-3
-	Шензен	ITF $ 50 000	Жи Ченг	7-5 1-6 6-3
2004	Палм Бийч Гардънс	ITF $ 50 000	Саня Мирза	3-6 6-2 7-5
2008	Сърпрайз	ITF $ 25 000	Анджела Хейнс	6-2 4-6 6-4
-	Ла Куинта	ITF $ 25 000	Сандра Кльозел	6-4 7-5