Madeline Zima débute sa carrière de comédienne quasiment au berceau en jouant dans des publicités dès l’âge de 2 ans.

Avec sa sœur, Vanessa, également actrice, Madeline joue un petit rôle dans le film de Woody Allen, Alice, en 1990. Deux ans plus tard, elle apparaît dans le thriller de Curtis Hanson, La Main sur le berceau.

C’est en 1993 que la petite Madeline, 8 ans, décroche le rôle qui va faire d’elle une mini-star. La comédienne prête ses traits au personnage de Grace Sheffield dans la sitcom populaire Une nounou d’enfer aux côtés de la fantasque Fran Drescher. L’actrice campe ce rôle durant les 6 saisons de la série jusqu’à l’arrêt de celle-ci en 1998.

Après ce succès mondial, la jeune comédienne traverse une période moins faste au début des années 2000. Elle tourne toutefois dans des séries TV comme Gilmore Girls, 7 à la maison, Ghost Whisperer ou Grey’s Anatomy.

C’est en 2007 que la carrière de Madeline Zima rebondit. Alors âgée de 22 ans, la petite Grace d’Une nounou d’enfer a bien grandi et le fait savoir dans Californication. Dans la sulfureuse série portée par David Duchovny, la jeune femme incarne la brûlante et incendiaire Mia Lewis qui va se servir de ses charmes pour attirer Hank Moody dans ses filets. La comédienne tient ce rôle durant les 4 premières saisons du show.

Sa carrière relancée, la belle Madeline partage son temps entre la TV et le cinéma avec des rôles dans Heroes, Vampire Diaries, Betas, My Own Love Song, Crazy Eyes ou Au cœur des sentiments.

Vincent Formica