Hija de los también actores Claire Nadeau y Philippe Bruneau, Zoé Bruneau empezó su carrera en teatro. Tras diez años de carrera principalmente en teatro y televisión, donde hizo películas especialmente, interpretó su primer papel en la gran pantalla en 2014, en la cinta de Jean-Luc Godard Adiós al lenguaje. En cine, Bruneau continuó con éxitos como Amanda (2018) de Mikhaël Hers y la comedia d Patrick Cassir Our Happy Holiday (2018). Próximamente veremos a la actriz en el papel de Marie Chamallart en el drama histórico El último duelo (2021), en la que trabajó bajo la dirección de Ridley Scott.