Зинаида Царенко родилась в Хабаровске. В 2020 году окончила Санкт-Петербургскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова (класс Ольги Кондиной).
Лауреат XI Международного конкурса вокалистов имени Зары Долухановой «Янтарный соловей» (Калининград, 2018; III премия), финалистка VII Международного музыкального конкурса имени Вильгельма Стенхаммара (Норрчёпинг, Швеция, 2018), победительница XIII Международного конкурса молодых оперных певцов Елены Образцовой (Санкт-Петербург, 2021; I премия) и XVII Международного конкурса имени П. И. Чайковского (2023; Гран-при, I премия и золотая медаль).
В 2021 году стала участницей молодежной оперной программы Аткинс (Atkins Young Artists Program) Мариинского театра, через год дебютировала в спектакле театра, исполнив партию Ольги в камерной версии «Евгения Онегина» Чайковского. В 2023 году участвовала в премьере оперы «Набукко» Верди.
В настоящее время – приглашенная солистка Мариинского театра. В репертуаре певицы – Кончаковна («Князь Игорь» Бородина), Ольга, Иоанна («Евгений Онегин», «Орлеанская дева» Чайковского), Марфа («Хованщина» Мусоргского), Любаша («Царская невеста» Римского-Корсакова), Принцесса Клариче («Любовь к трем апельсинам» Прокофьева), Королева Генриетта («Пуритане» Беллини), Эмилия, Принцесса Эболи («Отелло», «Дон Карлос» Верди), Далила («Самсон и Далила» Сен-Санса), партия меццо-сопрано в драматической симфонии «Ромео и Джульетта» Берлиоза.