زهرا کیا در سال ۱۲۹۴ خورشیدی در تهران دیده به جهان گشود. اجداد پدریش اهل نور مازندران بودند. پدرش میرزا هادی کیانوری پسر شیخ شهید فضلالله نوری و نوهٔ دختری علامه حسین محدث نوری و مادرش عصمت الحاجیه بروجردی بود که هر دو از خاندان علمای دین برخاسته بودند. او یکی از پنج فرزند خانواده بود
زهرا کیا تحصیلات ابتدائی را در مدرسه ناموس انجام داد که مهمترین مدرسه دخترانه آن زمان بود و خیلی از کسانی که به آن مدرسه راه یافتند از زنان تحصیل کرده ایران گردیدند. زهرا کیا که از شاگردان برجستهٔ مدرسه ناموس بود به دانشسرای عالی راه یافت و سپس وارد دانشکده ادبیات شد و در سال ۱۳۱۸ در دوره دکتری ادبیات پذیرفته شد و با پرویز خانلری همدرس بود. زهرا کیا از نخستین بانوانی است که در داخل کشور درجه دکتری ادبیات گرفت و رسالهٔ دکتری خود را تحت عنوان «سبک ادبی کتابهای تاریخی ایران» زیر نظر ملکالشعرای بهار به اتمام رسانید که با درجه خوب از تصویب گذرانیده و سپس به تدریس در مدارس کشور پرداخت؛ و دبیر ادبیات دبیرستان نوربخش شد که از مهمترین مدارس دخترانهٔ کشور بود. دکتر زهرا خانلری با گذرانیدن امتحان دانشیاری به تدریس در دانشگاه پرداخت و به مقام استادی دانشگاه رسید و سالیان دراز در دانشگاه تدریس میکرد
زهرا خانلری از پیشگامان فعالیتهای زنان در ایران بود و طی نوشتهها و گفتههای خود چنین یادآور شدهاست فکر ترقی و تساوی زن و مرد باید در تمام شئون اجتماعی و سیاسی و حقوقی واقتصادی عادی جاری این کشور باشد زن ایرانی بهیچوجه کم استعداد تر از زنان دیگر کشورها نیست. تنها علت عقب ماندگی اش، عقب ماندگی اجتماع و استبداد حکومت است. زیرا زن ایرانی از عهده هر کاری بر میآید