Cameron Stewart missade en stor första halv chans för Linfield men de var tvungna att kämpa hårt för att stöta bort trycket från hemmasidan under den andra perioden.
Aaron Burns slösade också en andra halv chans men besökarna hade några nervösa ögonblick innan framsteg.
Linfield kommer att vara värd för Celtic i sitt första ben fredagen den 14 juli.
Det beräknas att den andra kvalomgången mot de skotska mästarna skulle kunna tjäna de irländska vinnarna av Premiership upp till 1 miljon pund i Uefa-prispengar, grindkvitton, TV-intäkter, reklam och merchandising.
Säkerhetsproblem kring slipsen ledde till en överenskommelse om att alla potentiella första ben mellan klubbarna i Windsor Park skulle flyttas från den normala mitten av veckan till fredagen på grund av sammandrabbningen med den 12 juli marscherna i Nordirland.
Celtic meddelade också att de inte skulle ta supportrar till Belfast på grund av säkerhetsproblem.
Linfield hade det bättre av innehavet i den första halvan med Andrew Waterworth har en tidig chans stoppas av La Fioritakeeper Gianluca Vivan innan Stewart var hans stora möjlighet över crossbaren på 37 minuter efter en fantastisk Jamie Mulgrew kors.
Men hemmet producerade intensiv press omedelbart efter omstart och, för det mesta, Linfield retirerade till sin egen hälft under resten av tävlingen som de höll på till den första ben bly säkras av Jordan Stewarts sena mål.
Ett fruktansvärt tillstånd av väktare Vivan gav en lobbad chans att ersätta Burns i 70: e minuten men han drog sitt skott dåligt bred.
La Fiorita, som siktade på en första seger i en europeisk slips vid det sjätte försöket, gav upphov till ett intensivt sent tryck, men deras enda tydliga öppning kom två minuter från tiden då substitutet Adrian Ricchiuti hade en ansträngning blockerad.
San Marinos mästare fortsatte att trycka under de fyra minuterna av skada-tid, även om Mulgrew gjorde producera en sen brytning i La Fiorita straffområdet innan de fick ett gult kort efter att ha bedömts ha dykt i lådan.
Linfield manager David Healy berättade för klubbens hemsida: " Jag är glad. Vårt främsta mål var att komma igenom i den andra omgången. Vi har gjort det och vi har förtjänat rätten att spela en fantastisk klubb i Celtic.
"Spelarna slet av sig strumporna. Var det vackert? Nej det var det inte, men det var effektivt. Spelarna var organiserade och de gav allt i sina kroppar i kväll."
Matchen slutar, La Fiorita 0, Linfield 0.
Andra halvlek, La Fiorita 0, Linfield 0.
Jamie Mulgrew (Linfield) visas det gula kortet för en dålig foul.
Ersättning, La Fiorita. Tiziano Mottola ersätter Danilo Rinaldi.
Ersättning, La Fiorita. Adolfo Hirsch ersätter Tommaso Zafferani.
Substitution, Linfield. Aaron Burns ersätter Cameron Stewart.
Substitution, Linfield. Andrew Mitchell ersätter Paul Smyth.
Ersättning, La Fiorita. Adrián Ricchiuti ersätter Marco Brighi.
Marco Gasperoni (La Fiorita) visas det gula kortet för en dålig foul.
Andra halvan börjar La Fiorita 0, Linfield 0.
Första halvlek, La Fiorita 0, Linfield 0.
Mark Haughey (Linfield) visas det gula kortet för en dålig foul.
Tommaso Zafferani (La Fiorita) visas det gula kortet för en dålig foul.
Första halvan börjar.
Lineups tillkännages och spelarna värms upp.
Linfield säkrade en penningspinning Champions League slips mot Celtic som en mållös dragning i San Marino tjänade en 1-0 aggregerad seger över La Fiorita.