В 1930 — 1933 годах участвовала в экспедициях по изучению флоры Средняя АзияСредней Азии. Вела исследовательскую работу в области изучения морфологии, цитологии и биологии дикорастущих растений, прежде всего тюльпанов. Автор более 50 научных работ, в 1960 году защитила докторскую диссертацию на тему «Тюльпаны. Морфология, цитология и биология», результаты которой вошли в монографию «Тюльпаны. Морфология, цитология и биология», опубликованную в 1962 году и переведённую в 1982 году на английский язык.
Описала 6 новых для науки видов тюльпанов:
В 1950-х — 1960-х годах Зинаида Петровна активно работала по отбору наиболее декоративных природных форм тюльпанов и над созданием межвидовых гибридов и гибридов с участие садовых тюльпанов. Уникальные сорта Люба Шевцова (класс 12) и Материнская Слава (класс 13) были получены путём отбора из луковиц, собранных в местах естественного обитания. Сорт Восход Солнца (известный за пределами России как 'Sunrise', класс 12), был получен путём внутривидовой гибридизации. Широкую известность, а также золотую, серебряную и бронзовую медали ВДНХ получили ряд гибридных сортов селекции Бочанцевой, среди них:
Награждена орденами Ленина и Трудового Красного Знамени,
Похоронена на Боткинском кладбище Ташкента