Aylin Cesur, 1970'de Eskişehir'de doğdu. Baba adı Aydın, anne adı Aysel'dir. İlk orta öğrenimini Eskişehir'de ve birincilikle bitirdi. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi'ni bitirerek doktor oldu.

Sevgi Hastanesi'nde Acil-Yoğun Bakım sorumlu doktoru olarak çalıştı. Yozgat Sorgun-Gedikhasanlı Sağlık Ocağında mecburi hizmetini yaptı. 1996'da Cumhurbaşkanlığı Özel Doktor Ekibi ne seçildi. Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı'nda Diyabet konulu doktora yaptı.

2000 yılında 9. Cumhurbaşkanı özel Doktoru olarak görevlendirildi. Aynı anda 9. Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanlığını da yürüten Cesur, 2008 yılında Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanlığı'na atandı ve T.C.nin en genç ve ilk kadın Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanı oldu.

Süleyman Demirel'in ebediyete intikaline kadar; sayısız yurt dışı ve yurt içi etkinlik, konferans ve seyahatlerine eşlik etti. Yurt içi ve yurt dışında pek çok tıbbi kongre bildirisi, makaleleri yayınlandı.

Cumhurbaşkanı Süleyman Demirel'in ebediyete intikalinin ardından, Türk Milleti tarafından kendisine Demirel'in Manevi Kızı ünvanı verildi.

Cumhurbaşkanlığı ve Demirel Vakfı'nın ortak kararı ile Güniz Sokak'taki Sayın Demirel'e ait konutun müze yapılması ve arşivinin hazırlanması görevine Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanı olarak bugüne kadar devam etti.

27. Dönem Isparta Milletvekili seçildi.

Türkiye Avrupa Birliği Karma Parlamento Komisyonu ve Otizm-Down Sendromu Araştırma Komisyonu üyesidir.

Prof. Dr. Mustafa Cesur ile evlidir. İngilizce bilmektedir.