Zeynep Değirmencioğlu, 12 Eylül 1954'te İstanbul'da doğdu. Henüz iki yaşındayken "Papatya" filmiyle beyazperdeye adım attı. Daha sonra "Duvaklı Göl" ve "Funda" gibi filmlerde çocuk yıldız olarak göründü. 1960'ta "Ayşecik" filmleriyle büyük bir üne kavuştu. "Ayşecik" karakteri, Türk sinemasında bir çığır açtı ve Zeynep Değirmencioğlu bu isimle anılmaya başladı. Filmleri, yurt içinde olduğu kadar komşu ülkelerde de büyük ilgi gördü. Değirmencioğlu, senaryo yazarı Hamdi Değirmencioğlu’nun kızı ve ünlü çocuk yıldız Ömer Dönmez'in kuzenidir. Genç kız rollerine çıkarak Yeşilçam'daki ününü sürdüren Değirmencioğlu, Fenerbahçeli futbolcu Serkan Acar ile evlendi. 1974'te "Macera Yolu" filminden sonra sinemayı bıraktı. 2010 yılında eşi Serkan Acar'a şiddetli geçimsizlik nedeniyle boşanma davası açtı. 1990 yılından itibaren İstanbul'da emlakçılık yapan Değirmencioğlu, Erkan ve Volkan adında iki çocuk annesidir. 2012'de İstanbul'un Fenerbahçe semtinde, Değirmencioğlu Kebap Ocakbaşı Restaurantı'nı açtı.