Zhou Xun est née le 18 octobre 1974 à Quzhou (Chine) dans la province du Zhejiang, même si certaines sources indiquent 1976. Fille d'un projectionniste et d'une vendeuse de grand magasin, elle abandonne ses études et entre au Zhejiang Arts Institute pour apprendre les arts dramatiques.
Elle commence directement au cinéma en jouant un petit rôle dans son premier film "Inside an Old Grave" à 17 ans en 1991, alors qu'elle est encore à l'école.
Entre 1994 et 2000, elle continue d'abord avec plusieurs petits rôles dans Nü'er Hong, The Pampered Wife, Temptress Moon, My Rice Noodle Shop, puis l'Empereur et l'assassin en 1999 avec Gong Li, Zhang Fengyi, et Li Xuejian, jouant le rôle d'une aveugle. Ce dernier gagne 3 prix (dont la Palme d'Or à Cannes) et 8 nominations.
Pendant le même temps, elle commence le tournage de plusieurs séries de Télévision : Hongchufang, Palace of Desire, Taiping Tianguo, Jingtan Fengyun.
En 2000, sort en salle "Suzhou River", film germano-chinois, réalisé par Lou Ye. Le film est tourné sans autorisation dans Shanghai et interdit en Chine continentale.
Il reçoit 6 prix, dont le "Grand Prix du Festival du Film de Paris" et Xun reçoit le prix de la meilleure actrice.
Mardar (Jia Hongsheng) fait des courses à moto et doit transporter Moudan (Zhou Xun), la fille d'un riche homme d'affaires. Mardar et Moudan tombent amoureux...
Xun rencontre alors Zhang Ziyi et Vicky Zhao Wei au "China Central Drama Academy" à Beijing. Ces 3 actrices, ainsi que Xu jinglei sont surnommées les "Quatre Fleurs du cinéma chinois"
Elle enchaîne ensuite plusieurs films qui la font connaître
En 2001, c'est "Beijing Bicycle" qui reçoit plusieurs prix dont un "Ours d'or" à Berlin pour son réalisateur. Dans "Hollywood Hong-Kong", elle prend le rôle d'une prostituée qui entre dans la vie d'un homme qui tient un restaurant ...
Elle enchaîne les films et les séries avec "A pinwheel without wind" avec lequel elle entre au "Beijing Student Film Festival for Top Ten Favorite Actress" .
Entre 1999 et 2002, on peut la voir dans 8 séries télévisées, de "Lüyi Hongniang" à "Ripening Orange".
Elle tourne également le film "Where have all the flowers gone"
2002 : "Balzac et la petite tailleuse chinoise", film franco-chinois, lui permet de se faire connaître en occident.
Pendant la révolution culturelle, deux lycéens sont envoyés dans un camp de rééducation dans les montagnes du Sichuan. Dans le village voisin, ils rencontrent d'une jeune couturière ...
En 2003, elle joue le premier rôle féminin dans la série télévisée "The Legend of the Condor Heroes". Cette série reste l’une des plus regardées en Chine continentale. Deux séries supplémentaires seront tournées en 2006 et 2009.