Zoe Swicord Kazan, 9 Eylül 1983'te senarist Nicholas Kazan ve Robin Swicord'un kızı olarak Los Angeles'ta dünyaya geldi. Ünlü yönetmen, yapımcı, oyuncu ve senarist olan İstanbul Rumu Elia Kazan’ın torunudur. Aile, Yunan kökenli olup, soyadı başlangıçta Kazantzoglou/Kazancıoğlu olarak bilinmektedir. Kazan, eğitimine Wildwood Okulu, Windward Okulu ve Marlborough Okulu’nda devam ettikten sonra Yale Üniversitesi'ne gitti. 2005 yılında tiyatro alanında lisans diploması ile mezun oldu.

Kazan, 2003'te “Swordswallowers and Thin Men” filminde Samantha rolüyle oyunculuk kariyerine adım attı. 2006'da off-Broadway prodüksiyonu “The Prime of Miss Jean Brodie” ile profesyonel sahne deneyimi kazandı. 2007'de “The Savages” filminde küçük bir rol aldı ve 2008'de “Revolutionary Road” ve “It's Complicated” gibi önemli filmlerde boy gösterdi. 2008 yılında Broadway'de William Inge'in “Come Back, Little Sheba” oyunundaki performansı büyük beğeni topladı ve bu performansı kendisinin Broadway sahnesindeki ilk deneyimi oldu. Kazan, 2010'da Josh Radnor’un yazıp yönettiği “Happythankyoumoreplease” filminde Mary Catherine karakterini canlandırdı.

Kendisinin sinemadaki esaslı çıkışı ise  2012'de senaryosunu yazıp yapımcılığını da üstlendiği “Ruby Sparks” filmi ile oldu. Ruby Sparks, Kazan'ın senarist olarak tanınmasına yol açtı ve bağımsız sinema camiasında olumlu eleştiriler aldı. 2014'te HBO'nun “Olive Kitteridge” mini dizisindeki performansı kendisine Primetime Emmy adaylığı kazandırdı. 2017'de The Big Sick filminde baş karakter Kumail Nanjiani’nin kız arkadaşı Emily Gardner  rolünü üstlendi ve bu film, Akademi Ödülleri'nde En İyi Orijinal Senaryo dalında adaylık aldı. Partneri Paul Dano ile birlikte yazdığı ve Dano’nun yönetmen koltuğuna oturduğu “Wildlife” (2018) filminde başrollerden Jeanette Brinson’a hayat veren Kazan, akabinde “The Plot Against America” (2020) dizisinde yer aldı ve “She Said” (2022) filminde gazeteci Jodi Kantor’a hayat verdi. 2024'te Broadway'e dönen ve John Patrick Shanley'in “Doubt: A Parable” oyununda Sister James rolünü üstlenen Zoe Kazan’ın yakın dönem diğer projeleri arasında senaristliğini ve uygulayıcı yapımcılığını üstlendiği John Steinbeck’in yeni bir uyarlaması olan Netflix projesi East of Eden sayılabilir.