Зинаида Кириенко родилась в 1933 году в Махачкале. Во время войны ее семья уехала в Дербент, там мать Зинаиды, Александра Петровна, заняла должность директора элеватора. Следующим местом их жительства стала станица Новопавловская Ставропольского края. После седьмого класса девочка решила, что хочет уехать в Москву, и поступила в столичный железнодорожный техникум. Однако жизнь в большом городе пришлась ей не по душе, и после первого же семестра Кириенко вернулась домой. Доучивалась она в Георгиевском техникуме механизации сельского хозяйства.
Времени, чтобы подумать над тем, кем она хочет стать в будущем, было достаточно. После окончания техникума Зинаида уже убедилась, что работать по специальности не будет — предпочитает выступать на сцене. Когда-то этого же хотела ее мать, так и не осуществившая свою мечту.
Поступить во ВГИК удалось с первой же попытки, но в режиме условного зачисления. Из-за этого Зинаида Кириенко не получила ни стипендии, ни места в общежитии. Но будущую актрису это не испугало.
Она попала на курс к народным артистам СССР Сергею Герасимову и Тамаре Макаровой, училась вместе с Людмилой Гурченко, Натальей Фатеевой. Сергей Аполлинариевич, видя в первокурснице большой талант, предложил ей сняться в его фильме «Надежда». Девушка справилась.
К тому времени режиссер и педагог уже начал присматривать актеров на роли в фильме «Тихий Дон» по одноименному роману Михаила Шолохова. Съемки скоро должны были начаться. Посмотрев на работу Кириенко в «Надежде», он решил, что перед ним идеальная Наталья Мелехова, жена главного героя Григория Мелехова. Зинаида, конечно же, согласилась, тем более что по-настоящему восхищалась своим персонажем.
Снимали картину в городе Каменске-Шахтинском и на хуторе Диченском (Ростовская область). Поначалу казакам не очень нравилась эта затея, но потом они изменили свое мнение — члены съемочной группы стали как родные. Некоторые местные жители даже снялись в массовке — отчасти поэтому фильм получился таким натуралистичным.
Роль в картине, первые две серии которой вышли на экраны в 1957 году, сделала Зинаиду звездой всенародного масштаба, стала ее визитной карточкой. Режиссер, считавший «Тихий Дон» главной работой своей жизни, тоже был очень доволен выбором. «Это гениально!» — вот что прославленный мастер чаще всего говорил в адрес актрисы на съемках.
После окончания ВГИКа в 1958-м девушка поступила на службу в Московский драматический театр имени А.С. Пушкина, но сыграла там только в одном спектакле — «Трасса». Затем ушла в Московский драматический театр на Малой Бронной. Но и там появилась всего в двух постановках: «Сердце девичье затуманилось» и «Барби».
В 1972-м Зинаида Кириенко числилась уже в Театре-студии киноактера. Там она сыграла госпожу де Реналь в «Красном и черном» по роману Стендаля, Катерину в «Грозе» Александра Островского, Настю в «Бабьем бунте» Михаила Шолохова и других спектаклях. Больше всего, как считала сама актриса, ей удавались драматические роли, а не комедийные.
Параллельно много снималась в кино — предложения сыпались как из рога изобилия. Зинаида Кириенко исполнила, например, главную роль в фильме «Сорока-воровка» Наума Трахтенберга по мотивам одноименной повести Александра Герцена. Эта роль крепостной актрисы была ей особенно дорога. Также сыграла жену главного героя Ирину в «Судьбе человека» — режиссерском дебюте Сергея Бондарчука. Картина собрала множество наград и утвердила Кириенко в качестве одной из главных звезд тех лет. «Судьбу человека» журнал «Советский экран» назвал лучшим фильмом 1959 года, его отметили призами на кинофестивалях в Карловых Варах, Минске, Мельбурне, Сиднее, Канберре, Джорджтауне и других.
В 1961-м Кириенко перевоплотилась в Марьяну, главную героиню «Казаков». Фильм был снят по повести Льва Толстого. Режиссер Василий Пронин оказался за эту работу в числе номинантов на «Золотую пальмовую ветвь» Каннского кинофестиваля. А еще «Казаки» сыграли особую роль в судьбе самой Кириенко — именно на этих съемках она познакомилась с любовью всей жизни, мужем Валерием Тарасевским, который был задействован в массовке.
В 1964 году на экраны вышла картина «Зачарованная Десна», снятая по одноименной автобиографической повести писателя и режиссера Александра Довженко. Кириенко сыграла Одарку, мать главного героя. Фильм получил специальную награду жюри на XIII Международном кинофестивале в Сан-Себастьяне.
Через год Зинаида Кириенко получила звание заслуженной артистки РСФСР, а еще через 12 лет — народной. В 1978-м ей вручили золотую медаль имени Александра Довженко за работу в фильме «Судьба», где она сыграла Ефросинью Дерюгину. В 1979 году еще одна важная награда — Государственная премия СССР в области литературы, искусства и архитектуры — уже за кинодилогию «Судьба» и «Любовь земная».
Кроме того, актрису можно увидеть в таких фильмах, как «Лекарство против страха», «Поэма о море», «Вдали от Родины», «Повесть пламенных лет», «Залп “Авроры”», и других.
А еще у Зинаиды Кириенко был восхитительный голос. Она давала сольные концерты, ездила на гастроли, сотрудничала с композиторами. Актриса входила в состав жюри Московского международного конкурса молодых исполнителей русского романса «Романсиада».
Зинаида Михайловна занималась и общественными делами — была президентом Фонда «Шолоховская энциклопедия», членом президиума правления Центрального дома работников искусств и Совета Гильдии актеров кино России.
Актрисы не стало 12 февраля. Она скончалась в Москве на 89-м году жизни.