Vanessa Zima nasceu em Phillipsburg, Nova Jersey, aos pais Dennis e Marie, e é irmã das atrizes Madeline Zima e Yvonne Zima. "Zima", um sobrenome polonês, é o nome de solteira de sua mãe; O avô materno de Vanessa era descendente de poloneses, enquanto seus outros ancestrais eram italianos, alemães e irlandeses.
Zima mudou-se para LA e começou sua carreira cinematográfica aos oito anos de idade no The Baby-Sitters Club (1995), com Larisa Oleynik e Rachael Leigh Cook. Mais tarde, ela apareceu em um papel recorrente como a filha de Daniel Benzali em Murder One (1995), e logo depois assumiu o papel de "Penny Jackson" em Ulee's Gold (1997), de sua irmã mais velha, Madeline, que tinha outros compromissos.
Isso levou ao seu papel em Wicked (1998), interpretando a irmã mais nova de Julia Stiles, e atuando como protagonista em The Visitor (1997), Crisis Center (1997) e Family Law (1999). Vanessa, em seguida, conseguiu seu primeiro papel principal no filme independente Zoe (2001).
Quando não está trabalhando, Vanessa gosta de coreografia e dança.
