Dopo avere studiato all'università di Pisa e avere brevemente insegnato in quella città, ottenne una cattedra di matematica presso l'università di Mantova, che mantenne per tutta la sua vita, prima sotto i Gonzaga e poi sotto gli Asburgo quando, nel 1708, l'impero austriaco operò l'annessione del ducato.
I suoi interessi si rivolsero principalmente alla geometria sintetica, anticipando di un secolo la rinascita dell'interesse nella materia, che era rimasta ferma alle conoscenze degli antichi greci. Nella sua opera più importante, il De lineis rectis se invicem secantibus, statica constructio, scritta nel 1678, si trova tra l'altro il teorema che porta il suo nome, su una condizione necessaria e sufficiente perché in un triangolo i tre segmenti costruiti da un vertice al lato opposto (le ceviane) siano concorrenti.
Ceva riscoprì anche il teorema di Menelao e studiò la trisettrice di Ceva, la curva di equazione in coordinate polari che permette di trisecare un angolo qualunque.
Il teorema di Ceva stabilisce che le rette , e si incontrano se e solo se
La sua attività come geometra e alcune anticipazioni sul calcolo infinitesimale rendono il suo lavoro ancora attuale ed oggetto di analisi e studio.
Si occupò anche di idraulica, anche per conto del suo governo: come Commissario per le Acque e rappresentante di Mantova, si oppose con successo al progetto bolognese di spostare il corso del Reno perché divenisse affluente del Po.[1][2]