Zachary John Quinto est né le 2 juin 1977 à Pittsburg, en Pennsylvanie. Son père décède alors qu’il n’a que 7 ans.

À la fin de sa scolarité, en 1995, à la Central Catholic High Scool de Pittsburg, Zachary obtient le Prix Gene Kelly pour son interprétation du General Stanley dans l'opéra comique Pirates of Penzace de Gilbert & Sullivan. En 1999, il obtient sa licence de théâtre de l'École d'Arts Dramatiques Carnegie Mellon de Pittsburgh puis entame une carrière de mannequinat. Après quelques défilés et plusieurs couvertures de magazines, il se tourne vers la télévision et décroche son premier rôle dans l’éphémère série The Others en 2000.

Il enchaîne ensuite les apparitions dans plusieurs séries à succès. Telles que Lizzie McGuire, Charmed, Six Feet under, Preuves à l’appui, ou encore Les Experts: Las Vegas et Dragnet.

En 2004, Zachary obtient son 1er rôle récurrent dans la troisième saison de 24h chrono où il joue Adam Kaufman, un génie de l’informatique et des télécommunications qui aide l'agent Jack Bauer.