Née d'une mère jamaïcaine et d'un père originaire de la ville de Reims, Zita étudie l'histoire de l'art tout en jouant au théâtre. En 2009, elle se rend à Paris pour devenir actrice et intègre l'école du Jeu - Delphine Eliet puis le Conservatoire d'art dramatique (dont elle sort diplômée en 2014). Parallèlement, elle trouve trois petits rôles dans Radiostars (2012), Une nouvelle amie (2014) et Eden (id.).

En 2015, sa carrière s'accélère lorsqu'elle est choisie pour incarner l'une des deux filles (l'étudiante en médecine) du rôle-titre du drame Fatima de Philippe Faucon (qui obtient le César du Meilleur film). Pour l'occasion, elle remporte le César du Meilleur espoir féminin en 2016 pour sa prestation mémorable dans ce drame qui ne l'est pas moins.

La comédienne poursuit avec De sas en sas où elle fait partie des femmes voulant rendre visite à un proche incarcéré à la prison de Fleury-Mérogis et côtoie également un Laurent Laffite abject dans l'étrange thriller K.O.. Prallèlement, elle tient la tête d'affiche, avec Fred Testot, d'un téléfilm romanesque dont l'intrigue prend place dans la Martinique de 1942, sous le régime de Vichy.

2018 est définitivement son année puisque Zita Hanrot joue une ex-toxicomane se liant d'amitié avec une autre patiente dans un centre de désintoxication (La Fête est finie) puis campe la soeur de Leïla Bekhti dans le thriller Carnivores. La jeune femme incarne aussi une gendarmette qui se lance à la poursuite du criminel Laurent Laffite dans Paul Sanchez Est Revenu !, un thriller mis en scène par Patricia Mazuy.

Début 2019, Zita Hanrot est à l'affiche de L'Ordre des médecins avec Jérémie Renier dans la peau d'un médecin aguerri dont les certitudes vacillent lorsque sa mère est hospitalisée. L'actrice brille également la série comique Netflix Plan Coeur avant de camper une jeune CPE dans La Vie scolaire, sous la direction de Grand Corps Malade et Mehdi Idir.

Très demandée, la native de Marseille joue l'héroïne du thriller écologique Rouge (2021), donne la réplique à Laure Calamy dans la comédie dramatique Annie Colère (2022) et goûte à l'univers de la nuit et du striptease dans À mon seul désir (2023). Toujours en 2023, Zita campe un personnage devant pousser un VRP (Jacques Gamblin) vers une retraite anticipée dans L'Homme debout.