Zuhal Olcay 1957 yılının Ağustos ayında Cevat ve Süheyla çiftinin tek çocuğu olarak İstanbul’da doğdu. Çocukluk yıllarını Üsküdar’da geçirdi ve liseden mezun olduktan sonra sanatla iç içe olan ailesinin etkisiyle oyunculuğa merak saldı. İlk olarak Ankara Devlet Konservatuvarı’na girdi ve tiyatro bölümünden mezun oldu. 19 yaşındayken tiyatro eğitimi için İngiltere’ye gitti ve yaklaşık bir sene öğrenim gördü.
Oyuncu Zuhal Olcay 1983 senesinden itibaren bir çok TV yapımlarında rol aldı, ilk oyunculuk deneyimini Sönmüş Ocak ile gerçekleştirdi ardından Parmak Damgası ile tanınmıştır.
Daha sonra Zuhal Olcay hem tiyatro, oyunculuk hemde albümleri ile yıllardır müzik sektöründe aktif bulundu.
1976 ve 1979 yılları arasında Selçuk Yöntem, 1980 ve 1987 yılları arası Zafer Olcay, 1992 ve 2004 yılları arasında ise Haluk Bilginer ile evlilikler gerçekleştiren Zuhal Olcay’ın Ceren isminde bir kızı vardır. Zuhal Olcay, Zafer Olcay ile yaptığı ikinci evliliğinden dünyaya gelen kızı Ceren'i evlendirdi.
Zuhal Olcay Show TV'nin yeni dizisi Alev Alev kadrosuna katıldı.