Nascida em Los Angeles, Zoë Kravitz é filha do músico Lenny Kravitz e da atriz Lisa Bonet. Logo de cara, ela conquistou papéis em grandes filmes como Valente, Sem Reservas e X-Men: Primeira Classe. Contudo, foi o trabalho no longa Depois da Terra que fez sua carreira decolar.

Ela é irmã de Lola Iolani Momoa e Nakoa-wolf Manakauapo Namakaeha Momoa, ambos filhos do relacionamento de sua mãe com o ator Jason Momoa. A música "Flowers for Zoë", composta por Lenny Kravitz, foi escrita como homenagem à atriz.

Zoë estudou na Miami Counstry Day School, na Flórida, e na Rudolf Steiner School, em Nova Iorque, formando-se em 2007. A atriz começou a estudar atuação na Universidade Estadual de Nova Iorque, em Purchase, e abandonou os estudos para se mudar para o Brooklyn, começando assim sua carreira nas artes cênicas.

Sua carreira como atriz teve o pontapé inicial em 2007, atuando em Valente e Sem reservas. Alguns anos mais tarde, em 2011, Kravitz atuou na mega-produção X-Men: Primeira Classe e na aclamada série Californication, encarnando a personagem Pearl e contracenando com David Duchovny, Evan Handler e Natascha McElhone.

Em 2013, interpretou uma antagonista no longa Depois da Terra, que também contou com a atuação de Jaden Smith e Will Smith. Apesar do filme ter recebido críticas mistas, foi um dos maiores papeis da carreira da atriz.

A atriz continuou alçando voo em 2014, participando da franquia de sucesso Divergente e Mad Max: Estrada da Fúria, no ano seguinte. Ainda em 2015, ela atuou no longa Dope: Um Deslize Perigoso, interpretando a aplicada Nakia.

Em 2016, Kravitz participou de mais uma grande franquia; Animais Fantásticos e Onde Habitam, como Leta Lestrange. A atriz também fez o papel de Bonnie Carlson, na série Big Little Lies, da HBO, baseada no livro de mesmo nome da autora Liane Moriarty. Na série, ela dividiu a tela com o Reese Whiterspoon, Nicole Kidman, Shailene Woodley e Alexander Skarsgård.

Zoë produziu e estrelou, em 2020, a série musical Alta Fidelidade, que viria a ser cancelada ainda na primeira temporada. A atriz também foi escalada para o papel da Mulher-Gato, na grande produção The Batman, do diretor Matt Reeves.