Zhou entstammt einer Arbeiterfamilie. 2010 gab sie ihr Filmdebüt in Der Baum der Helden von Zhang Yimou, ohne vorherige Schauspielerfahrung. Zur Zeit, als sie für die Rolle vorsprach, war sie noch Schülerin an einer Oberschule, und setzte sich gegen knapp 10.000 Mitbewerberinnen um die Rolle durch. Sie wurde von Zhangs Talentscouts entdeckt, als sie gerade den Eintrittstest des Nanjing Art Institutes absolvierte. Sie soll für die Rolle ausgewählt worden sein, da ihre Augen so klar wie eine Bergquelle seien. Ihre Lehrer beschrieben Zhou als ruhig, zurückhaltend und wohlerzogen.[1]
Für ihre Leistung in Der Baum der Helden erhielt sie zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Preis als „beste Darstellerin“ auf dem Valladolid International Film Festival, den Huabiao Award als „beste neue Darstellerin“ und den Shanghai Film Critics Award als „Best New Performer“. Nach ihrem frühen und unverhofften Durchbruch fokussierte sie sich auf die Schauspielerei und gab das Universitätszulassungsexamen auf. Dennoch trat sie 2011 der Pekinger Filmakademie bei.[2]
2011 ergatterte sie die Hauptrollen in dem Liebesfilm Allure Tears von Barbara Wong und spielte weiterhin Mao Zedongs Ehefrau Yang Kaihui in The Road of Exploring.[3]
Durch ihre Leistung in dem Film Soul Mate von Derek Tseng stieg sie Zhou zu den Topstars Chinas auf. Der Film basiert auf einem Roman von Anni Baobei. Zhou erhielt gemeinsam mit Sandra Ma dafür den prestigeträchtigen Golden Horse Award als beste Hauptdarstellerin. Auf dem Macau International Movie Festival erhielt sie den Preis für die beste Hauptdarstellerin für die koreanisch-chinesische Produktion Never Say Goodbye.
2019 spielte Zhou auch in Derek Tsengs nächsten Film, Better Days die weibliche Hauptrolle, an der Seite von Popstar Jackson Yee. Der Film behandelt das Thema Schulmobbing. Der Film wurde von Kritikern positiv besprochen und Zhou erhielt einige Preise für ihre Leistung.
Anmerkung: Bei diesem Artikel wird der Familienname vor den Vornamen der Person gesetzt. Das ist die übliche Reihenfolge im Chinesischen. Zhou ist hier somit der Familienname, Dongyu ist der Vorname.