ilk eğitim yıllarında okulda ponpon kız, jimnastik ve drama klubünün faliyetlerine katıldı. Daha sonra Austin'deki Teksas Üniversitesine gitti. Kredisini tamamlamak amacı ile aldığı drama dersleri sonrası oyunculuğu sevmeye başladı. Üniversite yıllarında geçimini sağlamak için garsonluk yaptı.

Üniversite sonrası oyunculuk kariyerini sürdürmek için Los Angeles'a taşındı. Dünya çapında ilk kez 1996 yılında "Jerry Maguire" adlı filmle tanınmaya başlandı. Sonrasında "One True Thing", "Hemşire Betty" (Nurse Betty, 2000) filmlerinde oynayarak kariyerini devam ettirdi.

"Bridget Jones'un Günlüğü" (Bridget Jones's Diary, 2001) filmi ile sanat çevrelerinin de dikkatini çekti ve yalnız bir İngiliz kızı canlandırdığı bu filmdeki performansı ile En İyi Kadın Oyuncu dalında Akademi Ödülü'ne aday gösterildi. Bu rolle Zellweger, dünya genelinde sevilen bir kişi haline geldi.

Rob Marshall'ın "Chicago" (2002) filminde Catherine Zeta-Jones ve Richard Gere ile oynadı ve bir kez daha Akademi Ödülü'ne aday gösterildi. "Soğuk Dağ" (Cold Mountain, 2003) filmi ile En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu Oscar ödülünü almayı başardı.

"Judy" (2020) filminde göstermiş olduğu üstün performans ile En İyi Kadın Oyuncu Oscar ödülünü hak etti.

Kariyerine devam eden yetenekli oyuncunun sinema ve müzik dünyasında ilişkileri oldu. Fakat sadece hızlı biten bir evlilik yaptı.