Elle est découverte à 17 ans dans un autobus par un agent qui lui a déclaré : « Je ferai de vous une star ». Deux ans après, il reprend contact avec Zoé Félix et elle débute dans le métier. Elle paye ses études en fac d'art plastique avec ses premiers cachets, puis décroche son premier rôle au cinéma dans Déjà mort d'
Olivier Dahan. Elle abandonne par la suite ses études pour se consacrer entièrement au cinéma.
Zoé est confiante quant à son futur d'actrice car, selon elle, « le cinéma français offre une plus grande variété de rôles aux femmes de trente ans qu'aux jeunes filles » et son parcours personnel dans ce cinéma semble, pour l'instant, lui donner raison. Ainsi, en 2008, elle incarne la femme de
Kad Merad dans le film de
Dany Boon, Bienvenue chez les Ch'tis.
En 2008 toujours, elle est le nouveau visage de Clara Sheller diffusé sur France 2.