Zarah Leander, nascida Zarah Stina Hedberg, em Karlstad, condado de Värmland, Suécia, filha de Lorentz Hedberg e de Mathilda Wikstroem, estudou piano e canto, tendo sido apresentada como pianista com apenas seis anos.
Em 1922 terminou os seus estudos e trabalhou como secretária e, em 1926, casou-se com Nils Leander, de quem teve dois filhos.
Em 1929 decidiu dedicar-se ao espectáculo, apresentando-se como cantora e atriz. No mesmo ano gravou o seu primeiro disco. Separada de Nils Leander, casou-se, em 1934, com o jornalista Vidar Forsell, que adoptou os seus dois filhos. Pouco tempo depois também se separam.
1930 marca o inicio da sua carreira cinematografica, com a sua participação no filme Dantes Mysterier.
Após o êxito de Dantes Mysterier foi convidada para participar na Opereta de Benatzky, em Viena, iniciando assim a sua carreira na Großdeutschland. Ainda em Viena filmou Premiere, para logo incorporar-se na Universum Film AG, onde, entre 1937 e 1943, assegurou personagens de femme fatale. O seu êxito entre o público germanófilo levou a que se tornasse na grande estrela cinematográfica da Alemanha Nazi.
A sua voz melosa e grave, aliada à sua inegável beleza, converteu-a na diva preferida dos alemães e do regime. Substituiu no imaginário popular figuras como Marlene Dietrich ou Greta Garbo, que tinham emigrado para os Estados Unidos.
Zarah Leander e Marika Rökk foram os ícones femininos do cinema alemão. Em 1943, as dificuldades económicas da UFA, obrigaram-na a regressar à Suécia, onde continuou a sua carreira profissional. Contudo, nunca recuperou o êxito dos seus anos na Alemanha, que muito a marcaram.
Em 1956 casou-se com o pianista Arne Huelphers. Faleceu em Estocolmo, vitima de um derrame cerebral, aos 74 anos.