Полное имя — Зои Клэр Дешанель.
Зои — дочь номинанта премии «Оскар» кинооператора Калеба Дешанеля и актрисы Мэри Джо Дешанель (Уэйр).
Её старшая сестра — Эмили Дешанель — также актриса.
Ходила в одну школу с партнершей по фильму «Почти знаменит» Кейт Хадсон.
Умеет играть на пианино и гавайской гитаре.
Зои — правнучка Поля Дешанеля, 11-го президента Франции.
Хотя одним из наиболее распространенных вариантов произношения имени и фамилии актрисы является «Zoo-ee Dee-shan-ell» (Зу-и Ди-шан-элл), правильный вариант — «Zoh-ee Day-shan-ell» (Зо-и Дэй-шан-элл).
