Tout d’abord mannequin, c’est avec Le Goût de la vie (2007) que Zoë Kravitz, fille du chanteur Lenny Kravitz, côtoie pour la première fois le monde du cinéma. La même année, elle donne la réplique à Jodie Foster le temps d’une brève scène dans le thriller A vif. Par la suite, la jeune actrice multiplie les apparitions aux côtés d'acteurs reconnus, comme Matthew Perry (Birds of America, 2008), Bruce Willis (Assassinat d’un Président, id.), Pierce Brosnan et Susan Sarandon (The Greatest, 2009).

Zoë Kravitz obtient un rôle plus important en 2010 dans le film Beware the Gonzo, dans lequel elle incarne une amie protectrice d’Ezra Miller. C’est un an plus tard, en se glissant dans la peau d'Angel Salvador pour les besoins d'X-men : Le Commencement, qu'elle se fait une place à Hollywood. Côté petite lucarne, elle interprète Pearl dans la saison 4 de la série à succès Californication (2011). La comédienne retrouve rapidement les plateaux de cinéma avec After Earth où elle joue la sœur de Jaden Smith.

L'année suivante, la jolie Zoë endosse le rôle de Christina, une nouvelle recrue audacieuse aux côtés de la très demandée Shailene Woodley dans Divergente. Un an plus tard, elle rechausse les bottes du même personnage dans le deuxième volet de la franchise, Divergente 2 : l’insurrection, et en 2016 pour le troisième. La jeune actrice n'en a visiblement pas fini avec les blockbusters puisqu'elle figure également à l’affiche de l'impressionnant Mad Max : Fury Road aux côtés de Tom Hardy, Charlize Theron et Nicholas Hoult, qu’elle retrouve après X-men : Le Commencement.

Très demandée à Hollywood, on la retrouve dans Les Animaux fantastiques et sa suite, Gemini, Kin : Le Commencement et surtout The Batman de Matt Reeves, dans lequel elle campe ni plus ni moins que Catwoman. Côté séries, elle interprète la séduisante et sûre d'elle Bonnie Carlson dans Big Little Lies, aux côtés de quelqu'un qu'elle connaît bien en la personne de Shailene Woodley. Elle campe aussi l'héroïne disquaire de la série sentimentale moderne High Fidelity, tirée du roman de Nick Hornby et du film de Stephen Frears avec John Cusack.