Родился в Киеве, в артистической семье. Его отец — П. И. Цесевич — был знаменитым оперным певцом, впоследствии — народным артистом РСФСР, мать — Елизавета Александровна Кузнецова — окончила консерваторию, занималась концертной деятельностью.
В 1927 окончил Ленинградский университет, затем обучался в аспирантуре под руководством Г. А. Тихова. До 1933 работал в обсерватории Ленинградского университета, преподавал астрономию и математику в ряде вузов.
В 1933 был назначен директором обсерватории в Душанбе (ныне — Институт астрофизики Академии наук Республики Таджикистан), проработал в этой должности до 1937.
В 1937 вернулся в Ленинград, до 1942 — профессор Ленинградского педагогического института им. М. Н. Покровского и сотрудник Астрономического института АН СССР. Вместе с женой и матерью пережили в Ленинграде первую зиму блокады, в 1942 были эвакуированы в Душанбе.
В Душанбе в 1942—1944 работал профессором Одесского технологического института консервной промышленности и Одесского педагогического института.
С 1944 — профессор, заведующий кафедрой астрономии Одесского университета и директор обсерватории этого университета. Вёл большую педагогическую работу, сформировал научную школу исследователей переменных звёзд.