Советская разведчица и детская писательница. Лауреат Государственной премии СССР (1968). Член ВКП(б) с 1929 года. По мужу — Рыбкина. Зоя Ивановна родилась 15 (28) апреля 1907 года в семье помощника начальника железнодорожной станции Узловая (ныне Тульской области), по другим источникам, в Алексине.
В 14 лет стала библиотекарем 42-го батальона ВЧК Смоленской губернии, в 1923 году — политруком в колонии малолетних правонарушителей, в 1928 году — перешла на работу в Заднепровский райком РКП(б) Смоленска.
В 1928 году Воскресенская переезжает в Москву и с августа 1929 года начинает работать в Иностранном отделе ОГПУ — во внешней разведке.
Первая поездка на разведывательную работу — в Харбин, где Зоя Ивановна в течение двух лет успешно выполняла ответственные задания Центра во время острейшей борьбы на КВЖД.
С 1932 года возглавляла Иностранный отдел постоянного представительства ОГПУ в Ленинграде.
Позже была на разведывательной работе в Латвии, Германии и Австрии.
С 1935 по 1939 год — заместитель резидента разведки НКВД в Финляндии. Официально выполняла обязанности руководителя советского представительства «Интурист» в Хельсинки и была известна как мадам Ярцева. В 1936 году в Финляндию резидентом под прикрытием консула приехал Б. А. Рыбкин («Кин»). Первоначально у резидента и его зама деловые отношения не складывались. «Мы спорили по каждому поводу! — вспоминала Зоя Ивановна. — Я решила, что не сработаемся, и просила Центр отозвать меня». В ответ было приказано помочь новому резиденту войти в курс дела, а потом вернуться к этому вопросу. Но… возвращаться не потребовалось. «Через полгода мы запросили Центр о разрешении пожениться…»
В дальнейшем Воскресенская-Рыбкина взаимодействовала с П. А. Судоплатовым (в будущем генерал-лейтенантом, начальником специального управления НКВД).
В Москву вернулась перед самой войной с Финляндией и занялась аналитической работой. Воскресенская-Рыбкина становится одним из основных аналитиков разведки. К ней стекались важные сведения, в том числе от представителей известной «Красной капеллы» — таких, как «Старшина» (Харро Шульце-Бойзен) и «Корсиканец» (Арвид Харнак).
С 1941 по 1944 год находилась в Швеции в качестве пресс-секретаря советского посольства. Послом в Швеции была А. М. Коллонтай, работавшая с ней в тесном сотрудничестве. Обе, каждая по своей линии, содействовали тому, что 20 сентября 1944 года Финляндия порвала союз с фашистской Германией и подписала перемирие с Советским Союзом.
Основная задача резидентуры советской разведки в Швеции состояла в том, чтобы собирать информацию о политическом и экономическом положении Германии и ее военных планах. Для этого необходимо было обеспечить агентурное наблюдение в Швеции, Норвегии и Дании за действиями немцев. Резидентурой было организовано наблюдение за германским воинским транзитом через Швецию, фиксировался характер грузов, транспортируемых морским путем между Швецией и Германией. На севере Швеции в пограничной полосе с Финляндией агентурная группа регистрировала переброску в Финляндию немецкой военной техники и воинских частей. В южных портах Швеции другая агентурная группа наблюдала за взаимными германо-шведскими поставками.
Из Швеции резидентура советской разведки пыталась наладить прервавшуюся связь с «Красной капеллой». Рыбкин и Воскресенская подобрали человека, который отправился в Берлин по коммерческим делам. Со второй попытки он сумел выполнить задание, но через три-четыре недели из Центра сообщили, что члены «Красной капеллы» арестованы, а Рыбкину приказано отбыть в Москву. По прибытии в Москву Рыбкин был направлен на фронт… Только после войны было установлено, что «Красную капеллу» провалил не посланник резидентуры, а совсем другой человек… С полковника Рыбкина было снято тяжкое обвинение.
После войны Воскресенская продолжала работать в центральном аппарате разведки, дослужилась до начальника немецкого отдела, выезжала в командировку в Берлин с оперативным заданием.
В 1947 году муж Воскресенской-Рыбкиной полковник Б. А. Рыбкин погиб в автомобильной катастрофе при исполнении служебных обязанностей.
В 1953 году, после ареста П. А. Судоплатова, выступила в его защиту.
В 1955 году была уволена из разведки и, по настоятельной её просьбе оставить её в органах госбезопасности для достижения пенсионного возраста на любой должности, направлена в Воркутлаг (один из лагерей ГУЛАГа) начальником спецчасти, где прослужила около двух лет.
В 1956 года вышла на пенсию в звании полковника МВД СССР.
В 1965 году была принята в члены СП СССР. Только за период с 1962 по 1980 годы её книги были опубликованы тиражом в 21 миллион 642 тысячи экземпляров.
Уже тяжело больная, она узнала, что её «рассекретили». И когда многое за давностью лет стало явным, Зоя Ивановна решила поделиться с читателями некоторыми эпизодами своей жизни, взяв отрезок времени, непосредственно предшествующий Великой Отечественной войне и охватывающей отдельные стороны ее работы в военные годы. Она написала книгу «Теперь я могу сказать правду» (Из воспоминаний разведчицы). Зоя Воскресенская не увидела даже сигнального экземпляра. Она умерла 8 января 1992 года, а книга в издательстве «Олма-Пресс» вышла в декабре 1992 года.
З. И. Воскресенская похоронена в Москве на Новодевичьем кладбище.