Родился 9 декабря 1963 года в Тбилиси. Окончил 1-ю тбилисскую экспериментальную школу (с золотой медалью) и биологический факультет Тбилисского госуниверситета.
В 1985-1992 годах — лаборант, младший научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных биофака ТГУ. С 1988 года возглавлял общественную организацию "Зеленые Грузии". Активно участвовал в национально-освободительном движении, затем стал одним из главных противников Звиада Гамсахурдиа. В марте 1992 года инициировал приглашение в Грузию Эдуарда Шеварднадзе. 11 октября 1992 года избран в парламент, возглавил фракцию зеленых, стал ближайшим соратником президента Шеварднадзе.
В 1993 году занял пост генерального секретаря партии "Союз граждан Грузии", которую возглавил Эдуард Шеварднадзе. На парламентских выборах 5 ноября 1995 года Союз получил 118 из 235 депутатских мандатов, вскоре Жвания избран спикером. В 1998 году грузинские СМИ начали называть Зураба Жванию преемником Шеварднадзе на посту президента. 20 ноября 1999 года после новой победы Союза граждан Грузии на выборах Жвания вновь занял пост председателя парламента.
Осенью 2000 года отношения между Зурабом Жванией и Эдуардом Шеварднадзе охладели. В 2001 году господин Жвания направил открытое письмо президенту, обвинив его в неспособности покончить с коррупцией. В ноябре 2001 года подал в отставку с поста спикера в знак протеста против репрессий властей по отношению к независимой телекомпании "Рустави-2". Ушел в оппозицию, создал фракцию "Объединенные демократы", а в июне 2002 года основал и возглавил одноименную партию. В ходе парламентских выборов 2003 года его партия вошла в блок "Бурджанадзе-демократы".
Активно участвовал в "революции роз", после ее победы, 27 ноября 2003 года, стал госминистром. 17 февраля 2004 года избран премьер-министром страны.
Автор ряда трудов по физиологии. Владел английским, немецким и русским языками.Вдова Нино Кадагидзе (39 лет) по образованию филолог, работает менеджером литературного кафе и входит в попечительские советы ряда благотворительных организаций. У Зураба Жвании остались две дочери десяти и трех лет и шестилетний сын.