Зоя Константиновна Бажанова родилась 8 февраля 1902 года в Москве.

Ученица Евгения Вахтангова и Михаила Чехова.

С 1919 года — актриса Вахтанговской студии, ставшей в 1921-м году Третьей Студией МХТ, а в 1926 году — Театром имени Евгения Вахтангова.

Среди нё ролей: Дуняша (Женитьба), Зелима (Принцесса Турандот), Мокеиха (Виринея),  Валя (Темп), Лизанька (Зойкина квартира), Таисия (Егор Булычов и другие), Лена (Флоридсдорф) и др

С 1930 по 1957 год  была  педагогом актёрского мастерства в Театральном училище имени Б.В. Щукина.

Будучи студийкой, Зоя Бажанова познакомилась с молодым студийцем и поэтом Павлом Антокольским. Они поженились (до того поэт уже был недолго женат на Наталье Щегловой и имел дочь) и прожили вместе всю жизнь. Во время Великой Отечественной войны оба выступали во фронтовых бригадах.

Несмотря на то, что Зоя Константиновна  была актрисой и педагогом,  у неё было ещё одно серьёзное творческое увлечение — она  была и  скульптором по дереву, а выставка её работ проходила в Доме литераторов.

В 1946-м году награждена Медалью «За трудовую доблесть».

Зоя  Константиновна Бажанова ушла из жизни 30 декабря 1968 года.