Après des études en communication à Concordia et une formation en cinéma à l’INIS, Zoé Pelchat commence dans l’univers du vidéoclip pour ensuite se rediriger vers la publicité et la fiction. C’est avec sa websérie Dominos (2018-2020), diffusée sur TV5/Unis.tv puis Tou.tv, qu’elle connaît son premier succès d’estime. Les deux saisons voyagent à travers le monde et gagnent plusieurs prix, dont le trophée de la Meilleure série digitale à Canneseries. Zoé continue sa lancée avec un premier court métrage de fiction, Lune (2020), sélectionné en compétition dans une trentaine de festivals internationaux et en première mondiale à Clermont-Ferrand. Le film remporte plusieurs prix et mentions pour la performance touchante de son actrice principale, Joanie Martel. Il est également en lice pour l'Iris du meilleur court métrage québécois.

En 2021, Zoé est sélectionnée pour participer au TIFF Filmmaker Lab. En 2023, son deuxième court métrage, Gaby les collines, est présenté en première mondiale dans la section Generation KPlus de la Berlinale. Atlantis, un autre court co-réalisé avec Jean-François Sauvé, débute son parcours au festival REGARD. Zoé poursuit présentement sa carrière publicitaire au sein de la bannière Cinélande, en plus d'écrire son premier long métrage, Douce prière.