Aylin Cesur, 1970 yılında Eskişehir’de doğdu. İlk ve orta öğretimini Eskişehir’de birincilikle tamamladı. Lisans eğitimini Ankara Tıp Fakültesi’nde tamamladı ve doktor oldu. Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı’nda Diyabet üzerine doktorasını yaptı. 

2000 yılında, Türkiye Cumhuriyeti’nin 9. Cumhurbaşkanı Süleyman Demirel’in özel doktoru olarak görevlendirildi. Aynı zamanda, Süleyman Demirel’in Başdanışmanlığını yürüttü. Cesur, 2008 yılında Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanlığına atandı ve Türkiye Cumhuriyeti’nin en genç ve ilk kadın Cumhurbaşkanı Başdanışmanı oldu. 9. Cumhurbaşkanı Süleyman Demirel hayatını kaybettikten sonra, Cesur’a Demirel’in manevi kızı ünvanı verildi. 

27. dönem İyi Parti Isparta Milletvekili seçildi. Türkiye Avrupa Birliği Parlamento Komisyonu ve Otizm- Down Sendromu Araştırma Komisyonu üyesidir.