U: s kapten Leon Legge slog vad som visade sig vara det avgörande målet efter 29 minuter, driver en rubrik bortom Christy Pym från Piero Mingoia fri-kick.
Exeter hade tidigare avrådt en härlig chans att gå vidare när Joel Grant flammade över efter att Ollie Watkins skott avleds in i hans väg i rymden.
Luke Berry nästan gjort det 2-0 sex minuter före halvtid när en spark från målvakten Will Norris sprang hela vägen fram till honom, bara för hans ansträngningar att landa på taket av nätet innan Norris producerade en magnifik punkt-blank spara för att hålla Reuben Reid huvud.
Exeter behövde ett resultat för att befästa sin egen play-off plats, såg en Grant ansträngning blockeras av Legge och Lee Holmes volleyed väl bred när en klarering föll för honom.
Elva minuter från slutet Norris gjorde en annan kritisk räddning för att parera en rubrik från den omärkta David Wheeler för att bevara ledningen för Cambridge, som är en punkt från topp sju.
Matchrapport från Pressföreningen.
Matchen slutar, Cambridge United 1, Exeter City 0.
Andra halvlek, Cambridge United 1, Exeter City 0.
Hörnet, Exeter City. Sammankallad av Harrison Dunk.
Jake Carroll (Cambridge United) visas det gula kortet för en dålig foul.
Lee Holmes (Exeter City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Jake Carroll (Cambridge United).
Försöket räddades. David Wheeler (Exeter City) huvud från mitten av rutan sparas i det övre vänstra hörnet.
Hörnet, Exeter City. Förföljd av Piero Mingoia.
Luke Croll (Exeter City) visas det gula kortet för en dålig foul.
Adam McGurk (Cambridge United) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Luke Croll (Exeter City).
Lloyd James (Exeter City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Luke Berry (Cambridge United).
Lee Holmes (Exeter City) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Foul av Jake Carroll (Cambridge United).
Substitution, Cambridge United. Adam McGurk ersätter Liam O'Neil.
Leon Legge (Cambridge United) visas det gula kortet.
Joel Grant (Exeter City) vinner en frispark i anfallshalvan.
Foul av James Dunne (Cambridge United).
Försöket räddades. David Wheeler (Exeter City) huvud från vänster sida av sex yard box sparas i nedre högra hörnet.
Hörnet, Cambridge United. Förföljd av Jack Stacey.
Försök blockerat. Uche Ikpeazu (Cambridge United) höger fotade skott från höger sida av lådan är blockerad.
Försök missade. Lee Holmes (Exeter City) vänster fotade skott utanför lådan är bara lite för hög.
Liam O'Neil (Cambridge United) visas det gula kortet för en dålig foul.
Foul av Liam O'Neil (Cambridge United).
Ollie Watkins (Exeter City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Försök blockerat. Uche Ikpeazu (Cambridge United) höger fotade skott från vänster sida av lådan är blockerad.
Substitution, Cambridge United. Harrison Dunk ersätter Medy Elito.
Försök blockerat. Joel Grant (Exeter City) höger fotade skott från mitten av lådan är blockerad.
Foul av James Dunne (Cambridge United).
Joel Grant (Exeter City) vinner en frispark i anfallshalvan.
Substitution, Exeter City. Lee Holmes ersätter Reuben Reid.
Försök missade. Liam O'Neil (Cambridge United) header från utsidan rutan är nära, men missar till höger.
Substitution, Cambridge United. James Dunne ersätter Conor Newton.
Medy Elito (Cambridge United) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Foul av Luke Croll (Exeter City).
Försök missade. Luke Croll (Exeter City) höger fotade skott från mycket nära håll är nära, men missar till höger efter ett hörn.
Hörnet, Exeter City. Förföljd av Jake Carroll.
Försök missade. Reuben Reid (Exeter City) huvud från mitten av rutan missar till vänster.
Försök blockerat. Uche Ikpeazu (Cambridge United) höger fotade skott från utsidan av lådan är blockerad.
Cambridge upprätthöll deras League Two play-off förhoppningar med en smal seger över andra utmanare Exeter.