I Sverige og Danmark hadde kvinner i perioden 1870-75 fått lov til å studere ved universitet og ta eksamen i de fleste fag, unntatt teologi. I Sverige var også juridikum stengt for kvinner.

Tross motstanden blant de universitetsansatte ble loven vedtatt, og regjeringen godkjente den under tvil 15. juni 1882. 

Men «Hermed er det ikke givet Adgang til Universitetets Embedsexamener.» Det var teologi, jus, medisin og filosofi som ga makt og innflytelse, derfor passet det ikke for kvinnenaturen å studere dette.

Cecilie Thoresen var klar for eksamen få uker etter. Men så ble hun nektet, fordi hun hadde middelskole med innskrenket matematikk, som loven jo foreskrev for kvinner. Hun fikk i all hast tatt en tilleggsprøve. 

24 år gammel gikk hun opp til eksamen artium i tolv fag. Av 159 påmeldte kom bare 85  videre til muntlig. Hun var blant de 30 som fikk «meget godt». Hun var godt fornøyd, men skuffet over en 3-er i sitt beste fag, matematikk. 

Enkelte hevdet etterpå at hun var blitt for strengt bedømt, fordi det var forventet at hun skulle gjøre det dårlig i logisk tenkning.

Så fikk Cecilie Thoresen begynne å studere.
Ved immatrikuleringen 8. september 1882 sa professor L.M.B. Aubert i sin tale at det som nå var skjedd var viktig for at kvinner skulle kunne få adgang til å få utfolde sine evner: 

«dog uden at overskride sin naturlige Begrænsning.»

I 1883 ble Cecilie Thoresen første kvinnelige medlem i Det Norske Studentersamfund. 

Etter anneneksamen – forberedende med tilleggsprøve i latin – begynte hun å studere realfag, matematikk, fysikk, kjemi og astronomi. Hun var eneste kvinne på forelesningene. I to semestre 1886/87 studerte hun kjemi ved Polyteknisk Læreanstalt i København, og fortsatte hjemme i Norge. Hun var da forlovet. Da det gjenstod et par semestre avbrøt hun studiet og giftet seg med advokat Fredrik Arentz Krog, bror av Gina Krog.

Hun forsøkte å studere videre, men måtte gi opp da hun skulle ha sitt tredje barn. Morsrollen  i samfunnet krevde at hun var hjemme, selv om hun i det øvre borgerskap kunne ha både to og tre hushjelper. Hun var likevel et godt forbilde for sine barn. Alle tre, også datteren, ble etter hvert studenter ved universitetet.

Cecilie Thoresen stiftet den 2. desember 1883 diskusjonsforeningen Skuld - «til kvindesagens fremme» - sammen med fem jenter som gikk på et privat artiumskurs de hadde fått i gang. Hun var eneste student, og den eldste, og ble foreningens «præsidentinde». Foreningen tok initiativet til gratis undervisning for ubemidlede kvinner, et tiltak som varte i et tiår og fikk noe kommunal støtte.

Skuld ble forløperen til Norsk Kvinnesaksforening, som hun var med på å stifte i 1884 sammen med sin senere svigerinne Gina Krog og venstremannen Hagbard E. Berner. 

Formålet var å «virke for at skaffe Kvinden den hende tilkommende Ret og Plads i Samfundet ». Foreningen arbeidet for sosial og økonomisk likestilling. Thoresen satt i styret i til sammen 11 år og fungerte ofte som debatt- og møteleder. 

Fordi Kvinnesaksforeningen ikke ville prioritere stemmerettsaken, ble det i 1885  Kvinnestemmerettsforeningen stiftet. Cecilie Thoresen var en av 10 stiftere. Bare kvinner kunne være medlem der, og formålet var å skaffe kvinner statsborgerlig og kommunal stemmerett på samme betingelser som for menn. Hun satt i styret helt til 1902. 

I 1896 gikk hun inn i det første styret i Norske kvinners sanitetsforening. Styret var preget av aktive kvinnesakskvinner med klar tilknytning til partiet Venstre. 

Lovendringen i 1901 ga Cecilie Krog kommunal stemmerett og valgbarhet – i kraft han hennes manns inntekt. Hun stilte på Venstres liste ved de tre første valgene, og satt som vara for Venstre i Christiania bystyre i 1901. 

I nært samarbeid med Gina Krog ble Norske Kvinners Nasjonalråd stiftet i 1904, og hun kom med som vararepresentant til det første styret. Hun ble formann i Kristiania kvinneråd i 1908, og samme år var hun delegat til Det internasjonale kvinnerådsmøtet
i Genéve. 

I 1905 ble hun valgt inn i den kommunale tilsynskomité for syke- og sinnsykehus, og satt også perioder i lagretten. Hun var også med i tilsynet for Kristiania kretsfengsel.

Cecilie Krog representerte Norsk Kvinnesaksforening i kvinnedeputasjonen som møtte opp i Stortinget 13. august 1905 – folkeavstemningsdagen – for å overlevere en støtteerklæring fra en lang rekke foreninger. De utrykte samtidig en beklagelse over at kvinner ble utelukket fra å delta i folkeavstemningen om hvorvidt Norge skulle gå ut av unionen med Sverige.

De første årene var det bare 1 til 2 kvinnelige studenter pr. år. Dette økte til ca. 15 pr. år i slutten av 1880-årene, og rundt 1900 var det 25-30 kvinnelige studenter i året.

Så lenge man hadde den gamle ordningen med en reallinje og en klassisk linje, valgte de fleste kvinner reallinjen. Etter den nye artiumsordningen i 1903 valgte derimot flesteparten av kvinnene språklig/historiske linjer. I løpet av de første 30 årene tok over 1000 kvinner artium.

I våre dager er alle studier åpne for kvinner. Majoriteten av studentene i Norge er kvinner.

Selv sa hun i et referat i kvinnesakstidsskriftet «Nylænde»
«… at det ikke hadde kostet stor kamp at gjennemføre det hun havde gjort, hun havde bare fulgt sin lyst.» 

Hun mente at det hun hadde påbegynt ikke ville være fullført før kvinner fikk adgang til statens embeter. Den reformen fikk hun aldri oppleve. Siste skanse falt i 1956, da stortinget vedtok at også kvinner kunne avlegge teologisk embetseksamen.

Begrenset stemmerett for kvinner ved kommunevalg fikk Cecilie Thoresen Krog oppleve i 1901. Allminnelig stemmerett for kvinner kom først i 1913, to år etter hennes død.