2009–13: Shake It Up dan Zendaya

Zendaya memulakan kerjaya profesionalnya sebagai model fesyen untuk Macy's, Mervyns dan Tentera Laut Lama. Beliau muncul dalam iklan mainan iCarly.[14] Beliau juga muncul sebagai penari sandiwara dalam iklan Sears, yang menampilkan Pelakon Disney Selena Gomez. Pada tahun 2009, beliau merupakan seorang penghibur jemputan dalam video muzik Kidz Bop untuk lagu saduran "Hot n Cold", yang dikeluarkan di Kidz Bop 15.[14][15] Beliau diujibakat pada November 2009 untuk peranan CeCe Jones untuk menyertai tarian Dance Dance Chicago, kemudian berubah menjadi Shake It Up!, tetapi dipilih sebagai Rocky Blue.[16] Untuk ujibakatnya, beliau menyanyikan lagu Michael Jackson "Leave Me Alone".[17] Shake It Up memulakan tayangan perdana pada 7 November 2010, dan ia ditonton oleh 6.2 juta penonton, menjadi tayangan perdana Disney Channel tertinggi kedua dalam sejarah 27 tahun Disney Channel.[18] Pada 2011 Zendaya melancarkan "Swag It Out", sebuah single promosi bebas. Lagu ini merupakan hasil nukilan Bobby Brackins dan diterbitkan oleh Glenn A. Foster.[19] Beliau juga berlakon dalam treler buku untuk "From Bad To Cursed" oleh Katie Alender.[20] Pada tahun yang sama, beliau melancarkan single "Watch Me," menampilkan Bella Thorne, pada 21 Jun. Lagu ini menduduki nombor 86 di Billboard Hot 100. Musim kedua Shake It Up telah diumumkan pada 16 Mac 2011, dan ditayangkan pada 18 September 2011. Pada 5 Jun 2011, Shake It Up mempunyai episod lanjutan dengan Good Luck Charlie. Zendaya mengacarajab Make Your Mark: Ultimate Dance Off 2011.

Peranan filem pertamanya ialah menerusi filem 2012, Frenemies, sebuah Disney Channel Original Movie.[14][17][21] Pada 29 Februari 2012, "Something to Dance For" telah dilancarkan sebagai single promosi untuk Live 2 Dance. Untuk runut bunyi, Zendaya juga merakamkan tiga lagu lain: "Made In Japan," "Same Heart", dan "Fashion In Krytonite", dikeluarkan sebagai single promosi. Pada 2 September 2012, beliau menandatangani kontrak bersama Hollywood Records.[22] Pada Oktober, Zendaya mengadakan persembahan di Teen Music Festival dan Operation Smile.[23] Pada Februari 2013, Zendaya diumumkan sebagai salah seorang selebriti yang akan bertanding dalam musim 16 Dancing with the Stars.[24] Pada usia 16 tahun, beliau merupakan peserta termuda yang pernah menyertai rancangan itu, sebelum Willow Shields berjaya pada usia 14 tahun pada musim 20. Beliau telah bekerjasama dengan penari profesional, Valentin Chmerkovskiy. Pada Mei, pasangan itu selesai sebagai naib juara di belakang Kellie Pickler dan Derek Hough.[25][26][27] Album sulungnya yang menggunakan namanya sebagai judul album dikeluarkan pada 17 September 2013. Ia didahului oleh "Replay" yang dilancarkan pada 16 Julai 2013. Lagu itu ditulis oleh Tiffany Fred dan Paul "Phamous" Shelton. Pada bulan Jun 2013, Coleman menamatkan penggambaran untuk video muzik. Pada 25 Julai, Disney Channel mengesahkan bahawa Shake It Up akan dibatalkan selepas tamat musim ketiga.[28][29]

Pada November 2013, Zendaya telah dipilih sebagai Elvis Duran Artist of the Month dan tampil dalam rancangan NBC Today, di mana beliau mempersembahkan singlenya, "Replay" secara langsung.

2014–kini: K.C. Undercover, filem, dan album studio kedua

Pada 2014, Zendaya menjayakan peranan Zoey Stevens berusia 16 tahun, watak utama dalam filem Disney Channel Original Movie Zapped, yang "telefon pintarnya mula entah bagaimana mengawal semua kanak-kanak lelaki di sekelilingnya".[30] Pada akhir tahun 2013, Zendaya telah dilantik sebagai peneraju dalam percubaan baru Disney Channel yang dipanggil Super Awesome Katy.[31] Ia diarahkan untuk siri oleh Disney Channel pada bulan Mei 2014, dengan siri kini di bawah tajuk K.C. Undercover, dan dengan watak Zendaya kini bernama K.C. Cooper daripada Katy Cooper.[32] Pada tahun 2017, Zendaya menyatakan bahawa beliau mempunyai pengaruh yang besar terhadap penamaan nama wataknya dan penarikan siri itu, juga memutuskan beberapa elemen utama keperibadian watak.[33] K.C. Undercover ditayangkan di Disney Channel pada 18 Januari 2015,[34] dan telah diperbaharui untuk musim kedua pada Mei 2015.[35]

Pada Februari 2015, satu gurauan dibuat oleh Giuliana Rancic mengenai Zendaya, merujuk kepada rambutnya berbau "minyak nilam" dan "rumpai" di Anugerah Akademi ke-87.[36] Zendaya segera membawa kepada Instagram untuk menangani rujukan perkauman tersebut dan menunjukkan bahawa ramai orang yang berjaya mempunyai "locs," gaya rambut yang tidak ada kaitan dengan ubat-ubatan. Oleh kerana kata-kata bijaknya, Mattel menghormati Zendaya dengan Barbie sendiri, mereplikasi wajah Oscarnya.[37]

Pada lewat 2014, Zendaya memuktamadkan kerjasama antara Hollywood dan Republic Records. Pada 6 Mac 2015, Timbaland mengesahkan beliau bekerja dengan Zendaya untuk album keduanya.[38] Mengulas mengenai album Zendaya memberitahu MTV News bahawa muzik itu adalah "gelombang baru  R&B. Di mana saya fikir ia perlu pergi, atau ia harus diketuai, ia sangat bergaya lama, tetapi ia adalah versi zaman baru."[39] Pada Julai 2015, Zendaya mencatatkan coretan lagu yang dihasilkan oleh Timaland di Instagram, berikutan ini beliau muncul di sebuah stesen radio di Dubai dan melancarkan coretan lagu terpanjang yang berjudul "Close Up". Pada 8 November, beliau menyiarkan satu lagi video mengenai penyambungan bibirnya kepada lagu R&B yang akan dimuatkan dalam albumnya yang akan datang.[39] Video muzik promosi untuk lagu itu dikeluarkan oleh Hunger TV pada 12 November 2015.[40] "Something New", menampilkan Chris Brown telah dikeluarkan pada 5 Februari menerusi Hollywood Records dan Republic Records. Lagu itu juga menandakan sebagai keluaran rasmi pertamanya sejak menandatangani bersama Republic.[41] Sehingga 2017, album itu tidak pernah dikeluarkan.

Pada 2016, Zendaya melangkah ke peranan filem cetera pertamanya menerusi filem Spider-Man: Homecoming, yang ditayangkan pada Julai 2017. Beliau menjayakan peranan seorang pelajar sekolah menengah yang bernama Michelle dalam filem itu.[42] Ia mencecah AS $ 117 juta pada hujung minggu pertamanya, ranking nombor satu di pecah panggung.[43] Zendaya membintangi bersama dalam muzikal The Greatest Showman, yang ditayangkan pada 20 Disember 2017, bersama Hugh Jackman, dan Zac Efron. Beliau telah menandatangani untuk membintangi dan menerbitkan A White Lie, sebagai Anita Hemmings, wanita berkulit hitam, Afrika-Amerika yang merupakan keturunan hamba dan diturunkan sebagai berkulit putih supaya dia dapat menghadiri Vassar pada tahun 1890-an.[44]