В 2011 году выпустила свой дебютный сингл «Swag It Out». Песня была написана Бобби Брэкинсом и продюсирована Гленном А. Фостером. В том же году она выпустила песню «Watch Me» совместно с Беллой Торн. Песня заняла 86 место в списке «Billboard Hot 100». 2 сентября 2012 года она подписала контракт с Hollywood Records.
Её первая роль в кино была в фильме 2012 года «Заклятые друзья», где она вновь снялась вместе с Беллой Торн. В феврале 2013 года она участвовала в 16 сезоне шоу «Танцы со звёздами». Она была самой молодой участницей, когда либо участвовавших в шоу (ей было 16 лет). Она участвовала в паре с Валентином Чмерковским. В мае пара заняла второе место, уступив Келли Пиклер и Дереку Хафу. 17 сентября 2013 года был выпущен одноимённый дебютный альбом.
25 июля 2013 года было объявлено, что телесериал «Танцевальная лихорадка» будет закрыт после трёх сезонов. 6 августа Зендея выпустила дебютную книгу «Between U and Me: How to Rock Your Tween Years with Style and Confidence». В том же году она сыграла 16-летнюю Зои Стивенс в телефильме канала Дисней «Zapped. Волшебное приложение». Затем она сыграла ведущую роль в пилотном эпизоде канала Дисней «Super Awesome Katy». В мае 2014 года канал дал зелёный свет телесериалу, а позже название сменилось на «Кей Си. Под прикрытием».
В следующем месяце музыкант Тимбалэнд подтвердил, что он работает над её вторым альбомом, после того как она переключит звукозаписывающую компанию с Disney на Republic. Сингл «Something New» совместно с Крисом Брауном был выпущен 5 февраля на лейблах Hollywood Records и Republic Records. Песня также стала её первым официальным релизом после подписания контракта с Republic Records. В августе 2015 года Зендея дебютировала со своей коллекцией обуви Daya.
Мировую славу в кино принесла роль Мишель Джон Уотсон в фильмах киновселенной Marvel, про Человека-Паука.
В июне 2019 года начала сниматься в телесериале «Эйфория». В январе 2019 года она была выбрана на роль Чани в экранизации «Дюна» Дени Вильнёва, который основан на одноимённом романе Фрэнка Герберта. В следующем месяце она стала моделью Lancôme.
В 2021 году Зендея снялась в фильме «Малькольм и Мари».
Личная жизнь: В ноябре 2021 года Зендея подтвердила свои отношения с партнёром по серии фильмов «Человек-паук» Томом Холландом, в январе 2025 года пара объявила о помолвке.