Spécialiste du 1500 m, Zhou s’est imposée deux fois consécutivement sur cette distance lors des Jeux de Vancouver 2010 et à Sotchi 2014, quatre ans plus tard.

Zhou Yang a ajouté une autre médaille d’or autour de son cou avec l’équipe chinoise du relais 3000 m, lors des Jeux en Colombie-Britannique.

Aux Jeux olympiques d’hiver de PyeongChang 2018, elle a reçu l’honneur d’être le porte-drapeau national de la Chine. Elle est ainsi devenue l’égale de Yang Yang (A) son modèle dans le patinage de piste courte.