Зоя Парфёнова родилась 21 июня 1920 года в городе Алатыре. Маленькая светловолосая девочка, сопровождаемая последними напутствиями матери, пошла в школу в родном городе. После окончания семилетней школы Зоя продолжила обучение в медицинском училище. Ходила в школу медсестер, и ее увлекали мысли о том, что как она будет приносить пользу людям, облегчая страдания больных.
Больше всего волновали Зою вести о делах авиаторов. Дорогими и близкими стали для неё имена Чкалова, Байдукова, Громова, Ляпидевского и многих других летчиков. А потом вести о подвигах первых лётчиц - Героев Советского Союза Валентины Гризодубовой, Полины Осипенко и Марины Расковой. 
Тяга к небу, страстное желание стать лётчицей оказались сильнее детской любви к медицине. Настойчивости и упорства в достижении поставленной перед собой цели молодой девушки было не занимать.
Однажды Зоя узнала, что Алатырский аэроклуб объявляет очередной приём курсантов. Тайком от родных и друзей Зоя подала заявление в аэроклуб. Прошла комиссию. Здоровье у будущей лётчицы оказалось превосходным. Начались занятия.
Учиться было нелегко. В школе медицинских сестёр близились экзамены, и к ним надо было готовиться. О её учебе в аэроклубе знали только близкие подруги, секретарь комсомольского бюро да старшая сестра. 
Став медицинской сестрой, Зоя настойчиво продолжала учиться в аэроклубе. В 1939 г. З. И. Парфёнова с отличием окончила аэроклуб и была оставлена работать в нём лётчиком-инструктором. 
Первая в Алатыре девушка - лётчик дала потом путёвку в небо многим юношам города. Летом 1941 года она готовила к выпуску вторую группу курсантов аэроклуба. Но вот грянула война. Радио и газеты каждый день приносили всё более тревожные вести о продвижении фашистских войск, вглубь нашей страны. Зоя не раз ходила в райком комсомола и военкомат, настойчиво просила послать её на фронт. Её внимательно выслушивали и... отказывали. Говорили: нужна здесь, чтобы готовить резервы для боевых авиационных частей… А она рвалась на фронт.
В октябре 1941 года Зоя случайно услышала: Марине Расковой поручено формировать женскую авиационную часть. В Москву полетела телеграмма. Вскоре Зою вызвали.
В феврале 1942 года, из группы формирования выделили полк лёгких ночных бомбардировщиков. Учёба продолжалась. Она кончилась только в мае. Полк вылетел на фронт. А вскоре под Луганском он начал свою боевую деятельность.
Редкая ночь обходилась без боевых вылетов. Зоя Парфёнова была отличным боевым летчиком. Спокойная и уравновешенная, она всегда добивалась успеха во всяком порученном ей деле. Одной из первых она получила боевую награду. Когда ей вручали орден Красного Знамени, в сентябре 1942 года, Зоя взволнованная и смущенная тихо сказала: «Даю слово комсомолки, что буду летать еще лучше. Каждая бомба, брошенная моим экипажем, будет точно поражать цель».
Успешные боевые вылеты совершались почти каждую ночь. Вместе со своими славными подругами Зоя Парфёнова помогала наземным частям в решительном штурме «Голубой линии», приходилось летать на разведку Крымского побережья, бомбить там важные объекты. Напряжение боёв возрастало с каждым днём, с каждым часом. Зоя Парфёнова много раз бывала в опасном положении, но здесь оно было опаснее прежних. В одну из таких дней полк получил боевое задание перебросить на другой пункт боеприпасы наземным войскам. Видимость была очень плохой, земля еле просматривалась. Первая вылетела Зоя Парфёнова. Зоя летела одна, без штурмана. Вот показался населенный пункт. Самолет пошел на снижение. И тут Зоя, к своему ужасу, заметила на танках черные кресты. Она резко развернула машину и повела ее на восток. Но фашисты заметили красные звезды на крыльях. Мгновенно пулеметные очереди полоснули по плоскостям, по фюзеляжу. Зоя почувствовала резкий ожог в правом бедре. Она снижалась, и почти скрылась за лесом. Впереди показались люди, они ей махали. Преодолев сильную боль и слабость от потери крови, Зоя сумела благополучно посадить самолет. Ранение надолго приковало отважную лётчицу к госпитальной койке. А после выздоровления - снова бои...
Славную дорогу подвига прошла в годы войны простая советская девушка. За время боёв с фашистскими захватчиками она совершила 739 вылетов, награждена двумя орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1-й степени, орденом Красной Звезды, медалями «За оборону Кавказа» и «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941 - 1945 гг.» Указом Президиума Верховного Совета СССР от 18 августа 1945 г. за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные мужество и героизм в боях с немецко-фашистскими захватчиками Гвардии старший лейтенант Парфёнова Зоя Ивановна удостоена звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 7968 ).