Dr. Zambry mendapat pendidikan awalnya di Sekolah Kebangsaan dan Menengah di Pulau Pangkor sebelum meneruskan pengajian peringkat Menengah atas di Sekolah Menengah Bukit Gantang, Parit Buntar yang terletak di tanah besar.

Beliau memegang Ijazah Doktor Falsafah (PhD) dalam Pemikiran Politik daripada Universiti Temple, Amerika Syarikat (1995) dengan pengkhususan dalam bidang Politik Kontemporari selepas menamatkan ijazah peringkat Sarjana dengan pengkhususan dalam bidang Falsafah Politik Dan Perbandingan Agama di universiti  yang sama (1992).[perlu rujukan]

Menteri Besar Perak yang ke 11 ini juga mempunyai Ijazah Sarjana  (kepujian) dalam pengkhususan Pemikiran Islam daripada Universiti Islam Antarabangsa Malaysia (UIAM) pada tahun 1991, selepas menamatkan pengajian di peringkat Sarjana Muda Ekonomi di universiti itu dengan pengkhususan Ekonomi, Pembangunan Ekonomi dan Ekonomi Antarabangsa. Baru-baru ini beliau turut mengikuti Program Eksekutif  Pembangunan Kepimpinan bertajuk “Leaders in Development – Managing Change in a Dynamic World", selama dua minggu di Universiti Harvard, USA (Jun 2015).