Cuando está seleccionando INTO en una variable y no se devuelven registros, debe obtener un error NO SE ENCONTRARON DATOS. Creo que la forma correcta de escribir el código anterior sería envolver la instrucción SELECT con su propio bloque BEGIN/EXCEPTION/END. Ejemplo:
...
v_final_grade NUMBER;
v_letter_grade CHAR(1);
BEGIN
BEGIN
SELECT final_grade
INTO v_final_grade
FROM enrollment
WHERE student_id = v_student_id
AND section_id = v_section_id;
EXCEPTION
WHEN NO_DATA_FOUND THEN
v_final_grade := NULL;
END;
CASE -- outer CASE
WHEN v_final_grade IS NULL THEN
...