Дочь музыканта Ленни Кравица и актрисы и модели Лизы Боне. Её бабушка — мать Ленни Кравица — Рокси Рокер, актриса и тележурналист, афроамериканка багамского происхождения. Дедушка — Симур «Сай» Кравиц — продюсер на канале NBC, еврей украинского происхождения. Её дед по матери — оперный певец афроамериканского происхождения Ален Боне, а бабушка — учительница еврейского происхождения.
В 2007 году Зои Кравиц снялась в своей дебютной кинокартине «Вкус жизни» режиссёра Скотта Хикса, где играла на одной площадке с Кэтрин Зета-Джонс и Аароном Экхартом. В том же 2007 году Зои сыграла в фильме режиссёра Нила Джордана «Отважная» вместе с Джоди Фостер. Зои завершила работу в обеих картинах к моменту окончания последнего года своего обучения в школе.
В 2008 году Зои снялась в фильме Крейга Лукаса «Птицы Америки», где она играла с такими именитыми актёрами как Мэттью Перри, Бен Фостер и Хилари Суонк и Дженнифер Гудвин. На съёмках этого фильма у Зои начался роман с Беном Фостером, который продолжался до конца 2008 года.
В комедии «Убийство школьного президента» Зои работала вместе с Брюсом Уиллисом.
В 2008 году Зои была задействована в независимой картине «Самый лучший» (The Greatest) с участием Пирса Броснана, Сьюзан Сарандон, Кэри Маллиган о родителях, которые пытаются пережить смерть своего сына, и узнают о том, что некая девушка ждёт от него ребёнка. Это режиссёрский дебют сценаристки Шаны Фесте, продюсером выступил Пирс Броснан, премьера фильма состоялась на международном кинофестивале независимого кино Сандэнс 2009 в Парк Сити, США.
Последней и наиболее известной работой Зои является роль мутантки по прозвищу Ангел в фильме «Люди Икс: Первый класс».
В 2012 году на экраны выйдет четвертый фильм франшизы «Безумный Макс», где у Зои одна из главных ролей.
В 18 лет, в 2007 году, Зои снялась в фотосессии для мартовского журнала «ELLE» Magazine.
В августе 2008 года 19-летняя Зои Кравиц приняла участие в съёмках фотосессии для специального выпуска журнала «Vanity Fair», посвященного новому поколению голливудских звезд. Фотосъемка проводилась знаменитым фотографом Анни Лейбовиц.
В 2007 году американский издательский дом Cond? Nast запустил в интернете имиджевую рекламную кампанию своих журналов и интернет-ресурсов под названием «The Point of Passion». Лицами этой кампании стали известные люди, каждую неделю с момента запуска к проекту присоединяется один новый человек. В проекте приняли участие актёр Хью Джекман, актрисы Шэрон Стоун, Кристина Риччи, певица Шерил Кроу, британский миллиардер и основатель «Virgin Group» Ричард Брэнсон и др. Для подросткового журнала «Teen Vogue» пригласили Зои Кравиц и дочь актёра Джека Николсона Лорейн Николсон.
В январе 2008 года Зои принимала участие в кампании благотворительного аукциона организации («Сохраним жизнь детям»).
В 2005 году случился небольшой скандал, когда в интернете появились фотографии, на которых 17-летняя Зои Кравиц употребляла спиртное и курила.
Зои Кравиц встречалась с актёром Беном Фостером в 2008 году. По слухам, опубликованным в «Нью-Йорк пост», но так пока и не подтверждённым, в ноября 2008 года она встречалась с фронтменом бруклинской группы MGMT Эндрю Ванвингарденом, с которым рассталась. В конце 2010 года и до лета 2011 года встречалась с коллегой по фильму Люди Икс: Первый Класс Майклом Фассбендером В настоящий момент встречается с исполнителем главной роли сериала "Сплетница" Пенном Бэджли.