佐伊的名字在希腊语中是“生命”的意思，她是少数的出生于“皇家紫色寝宫之中”的拜占庭女皇，是皇帝君士坦丁八世的女儿。因此，她也被称为正统嫡系佐伊（她的父亲君士坦丁八世在962年成为她的祖父罗曼努斯二世和她的大伯巴西尔二世的共治皇帝，第二年（963年）祖父去世，父亲和大伯两个皇帝共治。1025年大伯去世，父亲才成了唯一的皇帝。她父亲娶了她母亲海伦娜后，生了三个女儿：长女即她的姐姐欧多齐娅，出家做了修女；次女即佐伊本人，生于978年；幼女即她的妹妹狄奥多拉，亦即后来的狄奥多拉二世女皇，生于984年。她父亲只单独执政了三年，便于1028年12月15日去世。因为所生的都是女儿，深受其长兄巴西尔二世影响的君士坦丁八世很担心她未来的女婿会过多地干预皇室内部事务，于是他把大女儿欧多齐娅送入修道院，并禁止他的两个小女儿结婚。

关于佐伊女皇的早年生活并无太多记录，但无疑的是巴西尔二世时期的富裕和在深宫中的久居让她一方面不谙世事，另一方面又安于享乐。

君士坦丁八世直到弥留之际，他才让佐伊与他选中的皇位继承人，君士坦丁堡近郊军事长官罗曼努斯·阿吉鲁斯于1028年11月12日结婚。此时，佐伊已经50岁了，并且丧失了生育能力，而罗曼努斯则被逼和自己的妻子海伦娜离婚。结婚三天之后，罗曼诺斯和佐伊共同登上皇位，称“罗曼努斯三世皇帝和佐伊一世女皇”。但这次毫无感情的政治联姻注定是要失败的，不久两位皇帝便互相疏远了：罗曼努斯三世对他的妻子毫不在意，并缩减了她的开销，招致她的憎恨；佐伊自己则迷恋上了她的宠臣、美男子米海尔，即后来的米海尔四世皇帝。得知了二人秘密情事的罗曼努斯三世本打算报复，但佐伊决定先下手为强。

1034年4月11日，罗曼努斯三世被人发现死在他的浴室里。顿时流言四起，都说皇帝是被佐伊女皇和她的情夫米海尔合谋掐死或溺死的。没过几天，佐伊与米海尔结婚，米海尔与佐伊同等皇位，称“米海尔四世皇帝和佐伊一世女皇”。尽管上位前到上位初期米海尔四世表现的比罗曼努斯三世更怕也更顺从妻子，但很快米海尔四世就架空了佐伊的实权。米海尔四世因为愈发严重的癫痫病的折磨而无法独自治理国家，因而他把权力交给了他的哥哥，大宦官约翰。两人关系就此破裂。极为不满的女皇甚至策划在1037年或1038年杀死约翰，但没有成功。1041年，米海尔四世病重之时亲征保加利亚，在12月，战事结束之时已经病入膏肓，弥留之际，他拒绝了佐伊见他最后一面的要求。

1041年米海尔四世去世，没多久，夫妻俩的养子继位，是为米海尔五世，他是养父米海尔四世的侄儿，与养母佐伊女皇共同执政。但在他开始统治的几个月之后，新任皇帝就把女皇流放到女修道院。但是首都君士坦丁堡的市民和官员们对女皇忠心耿耿，他们一致声援女皇，于1042年4月20日将篡位的皇帝废黜，同时把佐伊女皇和她的妹妹狄奥多拉从女修道院里接回皇宫，姐妹俩共同执政称帝，称“佐伊一世女皇和狄奥多拉女皇”。同一天，姐妹俩下令将废帝米海尔五世的眼睛弄瞎，把他流放到修道院，他于当年的晚些时候死去。佐伊和狄奥多拉共同执政了两个月，但已经习惯了控制朝政的佐伊女皇不愿意和自己的妹妹分享权力，而这两个老妇人也丝毫没有治理国家的能力。直到已经年过六旬的佐伊与她的第三任也是最后一任丈夫君士坦丁结婚，而这第三次婚姻是经过帝国东正教教会允许的（但君士坦丁堡牧首阿历克塞一世本人反对这桩婚事；他没有参加皇帝的婚礼）。这样，君士坦丁、佐伊和狄奥多拉三个皇帝共同执政，称“君士坦丁九世皇帝、佐伊一世女皇和狄奥多拉女皇”。

尽管君士坦丁九世已是中年，但他相貌英俊，深受佐伊女皇喜爱。但君士坦丁九世上位之后也迅速的架空了佐伊的权力，并几乎公开的与情妇玛丽亚交往。两人无所顾忌的交往很快激怒了将佐伊女皇奉为正统的首都百姓。1044年，君士坦丁堡流传着君士坦丁九世将和玛丽亚共同谋害佐伊女皇和狄奥多拉女皇的传言。愤怒的群众冲向正在进行宗教仪式的君士坦丁九世并几乎杀死他，但出现在阳台的佐伊女皇和狄奥多拉女皇平息了这一切。佐伊女皇于1050年逝世。而此时帝国在混乱和无能的皇帝治理下随时都可能摔下神坛。

佐伊女皇一生共结婚三次，为的是使她的帝国拥有男性的君主。但讽刺的是，她的三任丈夫中最能干的一个米海尔四世偏偏最不想当皇帝。据说她是一位绝世美女，一位作家甚至评论她像一只制作精美的烤鸡，“她的每一部分肉质都坚韧良好。”她了解自己的魅力，并且身体保养得很好，以便尽可能地运用她的魅力。她拥有典型的拜占庭人的独创精神，她把寝宫的很多房间改装成实验室，并在里面研究神秘的养颜药。因此，即使年过60岁，她脸上还是没有皱纹。

父亲：君士坦丁八世

母亲：海伦娜

姐姐：欧多齐娅

妹妹：狄奥多拉

丈夫：

第一任：罗曼努斯三世（1028年-1034年）

第二任：米海尔四世（1034年-1041年）

第三任：君士坦丁九世（1042年-1050年）

子女：无