Cécile Mourer-Chauviré retourne alors en France et réintègre le CNRS. Elle achève sa Thèse d’État en 1975 qui fait d'elle la spécialiste des fossiles d'oiseaux en France et en Europe. Elle devient Directrice de recherches en 1975. Elle travaille notamment sur l'avifaune de l’Éocène et de l'Oligocène fossilisée dans les phosphorites du Quercy et effectue des séjours prolongés entre 1981 et 1984 à l'Université de Floride pour compléter les données dont elle dispose. Elle coorganise en 1985 un congrès international à Lyon sur le thème de "L’évolution des oiseaux d’après le témoignage des fossiles” qui débouche sur la création de la Society for Avian Paleontology and Evolution (SAPE). De 1987 à 1999 elle rédige la lettre d'information annuelle de la SAPE et en assure le secréatariat. Dans le cadre des fouilles régulières qu'elle pratique sur le terrain, elle met en évidence que le Dodo blanc de l'île de la Réunion n'était en réalité qu'une espèce d'ibis. Elle travaille notamment sur les avifaunes de plusieurs îles méditerranéennes, de Nouvelle-Calédonie et de la Réunion ainsi que sur les fossiles d'oiseaux de plusieurs pays d'Afrique qui lui permettent de contribuer à la classification et la phylogénie des Phorusrhacidae dits oiseaux-terreurs, une espèce d'oiseaux géants carnivores du Cénozoïque. Elle prend sa retraite en 2005 mais continue à participer aux travaux dans son domaine[1].
Elle a été élue membre correspondant de l'Académie des sciences, belles-lettres et arts de Lyon en 2018.
Les oiseaux du pleistocene moyen et superieur de France, Documents des Laboratoires de Géologie (Laboratoire de géologie Lyon) 1976
Les Strigiformes (Aves) des Phosphorites du Quercy (France): Systématique, Biostratigraphie et Paléobiogéographie, Documents des Laboratoires de Géologie, Lyon 99, 1987, 89-135
Les Gruiformes (Aves) des Phosphorites du Quercy (France). 1. Sous-ordre Cariamae (Cariamidae et Phorusrhacidae). Systématique et biostratigraphie. Palaeovertebrata, 13, 1983, 83-143.
Les Caprimulgiformes et les Coraciiformes de l’Eocène et de l’Oligocène des Phosphorites du Quercy et description de deux genres nouveaux de Podargidae et Nyctibiidae. Dans H. Quellet (Hrsg.) Acta XIX congressus internationalis ornithologici.University of Ottawa Press, 1989, 2047-2055.
The Galliformes (Aves) from the Phosphorites du Quercy (France): systematics and biostratigraphy. In K. E. Campbell (Hrsg.) Articles parus dans Avian Paleontology honoringPierce Brodkorb. Nat. Hist. Mus.Los Angeles County., Sci. Ser., 36, 1992, 67-95.
Dynamics of the avifauna during the Paleogene and the Early Neogene of France. Settling of the recent fauna. Acta zool. cracov., 38, 1995, 325-342.
The Messelornithidae (Aves: Gruiformes) from the Paleogene of France. Paru dans D. S. Peters (Hrsg.) Acta palaeornithologica. Courrier Forschungsinstitut Senckenberg, 181, 1995, 95-105
Les relations entre les avifaunes du Tertiaire inférieur d’Europe et d’Amérique du Sud. Bull. Soc. Géol. France, 170, 1999, 85-90.
Birds (Aves) from the Middle Miocene of Arrisdrift (Namibia). Preliminary study with description of two new genera: Amanuensis (Accipitriformes, Sagittariidae) and Namibiavis (Guriformes,Idiornithidae). In M. Pickford, B. Senut (Hrsg.) Geology and Palaeobiology of the Central and Southern Namib. Vol. 2: Paleontology of the Orange River Valley. Ministry of Mines and Energy. Geological Survey of Namibia, Memoir 19, 2003, 103-113
avec Albrecht Manegold, Gerald Mayr Miocene Songbirds and the Composition of the European Passeriform Avifauna, Auk 121, 2004, 1155–1160.
Éditrice : L' évolution des oiseaux d'après de témoignage des fossiles: table ronde internationale du CNRS, Lyon-Villeurbanne, 18 - 21 Septembre 1985, Documents des Laboratoires de Géologie, Nr. 99, 1987