Zhou startede sin karriere i gokarts, og flyttede i 2012 til Sheffield i England for at køre mod bedre modstandere end der var i Kina.[1]
Formel 4
Zhou gjorde sin formelbil debut i 2015 i Formel 4 Italien med Prema Racing. Zhou imponerede stort, og med flere sejrer i sæsonen, sluttede han på andenpladsen i mesterskabet.[1][2]
Formel 3
2016
Efter at havet imponeret i Formel 4, blev Zhou i 2016 rykket op i Formel 3, hvor han kørte for Motopark.[1] Han startede 2016 sæsonen godt, men havde det svært i den anden halvdel af sæsonen, og sluttede sin første sæson i Formel 3 på trettendepladsen.[2]
2017
Zhou rykkede i 2017 tilbage til Prema Racing, og havde en bedre anden sæson i Formel 3, hvor han opnåede 5 podiumplaceringer, og sluttede sæsonen på ottendepladsen.[2]
2018
Dog at der var rygter om at han vil rykke op i Formel 2 før sæsonen, blev Zhou i Formel 3 i 2018 sæsonen. Han vandt sit første Formel 3 ræs i sæsonens første ræs, og sluttede sæsonen med 2 sejrer. Han sluttede dog igen på ottendepladsen.[2]
Formel 2
2019
Zhou gjorde sin debut i Formel 2 med UNI-Virtuosi Racing. Hans opnåede 4 podiumplaceringer i sin debutsæson, hvor han sluttede på syvendepladsen.[2]
2020
Hans første sejr i F2 kom i 2020, hvor han vandt et enkelt ræs. Han sluttede sæsonen på sjettepladsen.[2]
2021
Zhou var i 2021 med i mesterskabskampen. Han vandt i sæsonen 4 ræs, og endte som tredjeplads på sæsonen.[2]
Formel 1-karriere
Testkører
Zhou blev i 2018 del af Renaults akademi, og var testkører for Renault og Alpine i løbet af 2020 og 2021 sæsoner.[3]
Alfa Romeo/Sauber
2022
I november 2021 blev det annonceret, at Zhou ville gøre sin Formel 1-debut i 2022 sæsonen, efter at have skrevet under med Alfa Romeo. Han blev her den første kinesiske kører til at have en fast plads i Formel 1.[3] I sit debutræs i Formel 1 sluttede Zhou på tiendepladsen, og blev hermed den første kineser til at scorer point i Formel 1.[4] Han var ved Storbritanniens Grand Prix involveret i at stort uheld, som resulterede i at hans bil blev vendt på hovedet, og kastet op i sikkerhedshegnet. Han overlevede formentlig kun uheldet på grund af haloen.[5] Ved Japans Grand Prix satte han den hurtigste omgang for første gang i sin karriere.
Han sluttede sæsonen med 6 point på attendepladsen, rimelig markant bag holdkammerat Valtteri Bottas, som scorede 49 point på sæsonen.[2]
2023
Zhou forsatte hos Alfa Romeo i 2023 sæsonen.[6] Han satte ved sæsonens første ræs den hurtigste omgang.[7] Hans scorede sine første point i sæsonen ved den tredje runde i Australien hvor han sluttede på niendepladsen.[2] Han sluttede sæsonen med et identisk resultat som i forrige sæson, med seks point og en attendeplads. Dette var dog et relativt bedre resultat, da Alfa Romeo havde haft en dårligere sæson end i 2022. Hans holdkammerat Bottas scorede kun 10 point i sæsonen, så forskellen mellem de to kører var markant mindre.[8]
2024
Zhou fortsatte hos Sauber i 2024 sæsonen. Holdet ændrede i sæsonen navn fra Alfa Romeo til Kick Sauber.[9] Han fik i sæsonen for første gang mulighed i at køre i sit hjemmeræs, da Kinas Grand Prix blev afholdt for første gang siden Coronaviruspandemien begyndte. Det lykkedes dog ikke Zhou at score point i sin hjemby, da han sluttede på fjortendepladsen i sæsonen.[10]