Beliau dilahirkan sebagai Zendaya Maree Stoermer Coleman pada 1 September 1996, di Oakland, California dan merupakan anak tunggal kepada pasangan Claire Marie (Stoermer) dan Kazembe Ajamu (lahir Samuel David Coleman), tetapi mempunyai lima adik beradik di sebelah bapanya.[5] Bapanya berketurunan Afrika-Amerika, dengan akar Arkansas; Ibunya berkulit putih, dengan keturunan Jerman dan Scotland.[1][5] Zendaya telah menyatakan bahawa namanya bermaksud "bersyukur" dalam bahasa Shona, bahasa Bantu yang berasal dari orang Shona di Zimbabwe.[6] Zendaya membesar sebagai seorang pelakon di sebahagian di Teater Shakespeare California berhampiran Orinda di mana ibunya bekerja sebagai pengurus rumah sebagai tambahan kepada latihan di program konservatori pelajar teater.[7] Beliau muncul dalam pelbagai penerbitan pentas ketika menghadiri Sekolah Seni Oakland, yang membintangi sebagai Little Ti Moune dalam Once on This Island di Berkeley Playhouse dan peranan pelarian watak lelaki Joe dalam Caroline, or Change di Panggung Alto's TheatreWorks. [8]

Zendaya menghabiskan tiga tahun menari dalam kumpulan tarian yang dipanggil Future Shock Oakland. Kumpulan itu melakukan tarian hip hop dan hula sewaktu beliau berusia lapan tahun.[9][10][11]

Beliau belajar di Program Konservatori CalShakes dan di Teater Konservatori Amerika.[12] Kredit pentas beliau yang lain termasuk karya William Shakespeare Richard III, Twelfth Night, dan As You Like It.[13]