Zena Grey est née en 1988 à New York, aux Etats-Unis. Elle fait ses débuts d'actrice à 7 ans dans une version de "The Ugly Duckling" au Bay Street Theatre à Sag Harbor, New York. La même année, elle est Peaseblossom dans "Le songe d'une nuit d'été" avec la New York Conservatory Repertory Theatre. Elle a tenu son premier rôle principal à 9 ans en incarnant la seule survivante des victimes d'un tueur en série dans "Bone Collector" de Philip Noyce, avec Denzel Washington et Angelina Jolie.
A 10 ans, elle fait ses débuts à Broadway à l'Eugene O'Neil Theatre en incarnant la petite-fille de William Shakespeare dans la pièce de Peter Whelan "The Herbal Bed" dans une mise en scène de Michael Attenboro. A 11 ans, elle chante en solo et joue dans la comédie musicale "Radiant Baby" au Public Theatre à New York. Elle a également donné des lectures publiques en compagnie de John Turturro et Patti Duke.
Elle a joué par la suite dans Hot summer de Michael Tollin, avec Jessica Biel et Freddie Prinze Jr., et Stateside de Reverge Anselmo, avec Jonathan Tucker et Rachel Leigh Cook.
Elle a été dernièrement Jana Foreman, la fille de Dennis Quaid et la petite soeur de Scarlett Johansson, dans En bonne compagnie de Paul Weitz. Elle avait précédemment tenu des rôles principaux dans Jour blanc de Chris Koch avec Chevy Chase et dans Le grand coup de Max Keeble de Tim Hill, avec Alex Linz et Jamie Kennedy.
Côté télévision, elle a été la guest-star de "New York District", "New York Unité Spéciale", "Le Protecteur", "The Job", avec Dennis Leary, et "Soul Man" avec Dan Aykroyd. Elle a participé à "Saturday Night Live", "Late Night with Conan O'Brien" et a été la vedette du pilote "The Difference".
Elle a par ailleurs tourné dans de nombreux films publicitaires.
Nous la retrouvons en 2006 à l'affiche de Raymond de Brian Robbins.