Virginia Zeani étudie à Bucarest avec Lydia Lipkovskaia, puis à Milan, avec Aureliano Pertile. Elle débute à Bologne en 1948, en Violetta dans La Traviata, qui deviendra son rôle fétiche et qu'elle chanta plus de 600 fois durant sa carrière, notamment à Londres en 1953, Vienne en 1956, Paris en 1957, New York en 1966. Elle débute à La Scala de Milan en 1956, en Cléopâtre de Giulio Cesare de Haendel, aux côtés de la basseNicola Rossi-Lemeni, qu'elle épouse peu après[2].
Elle se retire de la scène en 1983, et se tourne vers l'enseignement avec son mari, tous deux professeurs de chant à l'université de l'Indiana à Bloomington.