Madeline Zima nació en el año 1985 en el condado de New Haven, Connecticut, Estados Unidos.
Hija de 
Marie y
 Dennis Zima, 
Madeline tiene dos hermanas: 
Vanessa e 
Yvonne, quienes también son actrices.
Su apellido, “
Zima”, significa “
invierno” en polaco, y proviene de su abuelo paterno quien era de Polonia.
Madeline comenzó su carrera a los 2 años de edad cuando fue elegidia para participar en un commercial televisivo de 
Downy. 
Posteriormente ganó fama por el papel de 
Grace Sheffield en la exitosa serie de televisión “
La Niñera”, en la que estuvo por 6 años.
Entre 2007 y 2008 se la pudo ver en la pantalla chica interpretando a 
Mia Lewis, una joven de 16 años sexualmente precoz en la serie “
Californication”, en la que incluso ha hecho una escena de sexo con el actor 
David Duchovny. Este papel ha revolucionado su carrera porque ha sido totalmente opuesto a sus trabajos anteriores.
Otros de sus créditos televisivos incluyen participaciones en series como “
Ley y orden (Law & Order)”, “
JAG”, “
Touched by an Angel”, “
Chicken Soup for the Soul”, “
The Nightmare Room”, “
Gilmore Girls”, “
7th Heaven”, “
Strong Medicine”, “
Anatomía de Grey” y “
Ghost Whisperer”, entre otras, y los telefilmes “
The Secret Path”, “
Lethal Vows” y “
The Sandy Bottom Orchestra”, entre otros.
En la pantalla grande se la pudo ver en las películas “
La mano que mece la cuna”, “
Mr. Nanny”, “
The Rose Sisters”, “
Second Chances”, “
Una Cenicienta Moderna” junto a 
Hilary Duff, “
Looking for Sunday”, “
Hoyuelo”, “
Streak”, y “
Legacy”.
Próximamente se la podrá ver en las películas “
Trance”, “
The Midnight Man”, ambas de estreno en 2009, y “
My Own Love Song”, junto a 
Renée Zellweger y 
Forest Whitaker, y “
Happy Together”, actualmente en etapa de post producción.