Зои Салдана родилась в Нью-Джерси, в семье доминиканца и пуэрториканки. Зои имеет ливийские, ирландские, ямайские и индийские корни.
Зои одинаково хорошо владеет двумя языками — испанским и английским. Бо?льшую часть своего раннего детства она провела в Куинсе, Нью-Йорк. В 10 лет, она переехала со своей семьей в Доминиканскую Республику, где они жили в течение следующих семи лет. Салдана поступила в одну из самых престижных школ танца в Доминиканской Республике, чтобы заниматься балетом. После возвращения в Куинс в 17 лет, она начала выступать с театральной труппой Faces. Эти представления не только дали ей ценный опыт, но и стали источником большой гордости, поскольку она понимала, что имеет значение для таких же молодых людей, как она. Позже Зои была принята на работу в актерское агентство. Её талант к танцам и актёрское мастерство помогли получить её первую роль на большом экране — она сыграла талантливую балерину Еву в фильме «Авансцена» (англ. Center Stage) в 2000 году.
30 июня 2010 в Us Weekly было объявлено, что Салдана помолвлена со своим давним другом, актером и президентом My Fashion Database Китом Бриттоном.
Салдана все ещё была членом Faces, когда она получила роль в эпизоде сериала «Закон и порядок» (эпизод Merger, который вышел в 1999 году). Она покинула школу после выхода фильма «Авансцена», роль в этом фильме привела к продолжению её карьеры. В 2002 году она появляется в мелодраме «Перекрёстки», где она сыграет вместе с Бритни Спирс, и в фильме «Барабанная дробь». Она сыграла пиратку Анну-Марию в «Пиратах Карибского моря: Проклятие „Чёрной жемчужины“», и появилась во многих телешоу и фильмах, включая «Терминал» (2004) и романтическую комедию «Угадай, кто?» (2005). В фильме «Звездный путь» (2009) Зои Салдана сыграла молодую Ухуру. В том же году она сыграла Нейтири, принцессу На'ви, в «Аватаре» Джеймса Камерона.
Она — единственная актриса, которая сыграла в трех фильмах, которые занимали во время проката места в первой двадцатке в течение трех недель подряд. Эти фильмы — «Аватар», «Лузеры» и «Смерть на Похоронах».