Зина Портнова родилась 20 февраля 1926 года в городе Ленинграде в семье рабочего. По национальности белоруска. В начале июня 1941 года приехала на школьные каникулы к бабушке в Белорусию. После вторжения гитлеровцев на территорию СССР Зина Портнова оказалась на оккупированной территории.
С 1942 года член Обольской подпольной организации «Юные мстители», разведчик партизан. В подполье была принята в ВЛКСМ. Работая в столовой для немецких офицеров, по указанию подполья отравила суп. Погибло более ста офицеров. Зина попала под подозрение. Немцы насильно накормили её этим супом. Она добралась до бабушкиного дома, и та отпоила ее травяными отварами и молочной сывороткой, в результате Зина осталась жива.
С августа 1943 года Зина Портнова стала разведчицей партизанского отряда им. К. Е. Ворошилова. В декабре 1943 года, возвращаясь, схвачена в деревне Мостище. На одном из допросов в гестапо деревни Горяны (ныне Полоцкого района Витебской области Белоруссии), схватив со стола пистолет следователя, застрелила его и ещё двух гитлеровцев, после чего попыталась бежать, и была схвачена. Зину пытали больше месяца.
Утром 10 января 1944 года девочку расстреляли в тюрьме города Полоцка.