W 1928 roku Zoja Fiodorowa zaczęła studia teatralne pod kierunkiem Jurija Zawadskiego, a po ich zamknięciu kontynuowała naukę w uczelni przy moskiewskim Teatrze rewolucji, którą zakończyła w 1934 roku. W czasie studiów była zamężna z L.S. Wejclerem (1906–1965), później znanym teatralnym aktorem, do końca życia pracującym w Teatrze Dramatu i Komedii Na Tagance. W 1934 r. wyszłą za mąż za operatora filmowego Władimira Rapoportowa, które to małżeństwo trwało do 1939 roku. Po rozstaniu z Rapaportem spotykała się z lotnikiem Iwanem Kleszcziowym, który poległ w 1942 roku.

Będąc studentką Fiodorowa wystąpiła w filmie „Spotkany” (1932 r.), jednakże jej rola nie weszła o ostatecznie przyjętej wersji filmu. Dlatego za jej oficjalny debiut filmowy jest uważany film „Harmonia” (1934 r.).

Ogólnokrajową popularność Zoja Fiodorowa zyskała w 1936 r. po zagraniu jednej z głównych ról w filmie „Przyjaciółki”. Nawet areszt ojca w 1938 r. spowodowany sfabrykowanym oskarżeniem nie zaszkodził jej błyszczącej karierze – nadal powierzano jej główne role w filmach.