W okresie uczęszczania do szkoły powszechnej, mieszkał u dziadków w Przemyślu. Dziadek Kazimierz Brzeziński był sędzią w Przemyślu. W wieku 10 lat wyjechał do Kanady, gdy jego ojciec został tam skierowany na placówkę dyplomatyczną w 1938. Studiował nauki polityczne i ekonomię na uniwersytecie McGill w Montrealu gdzie w 1950 roku uzyskał stopień magistra (ang. Master of Arts), następnie obronił doktorat z nauk politycznych na Harvardzie w 1953, gdzie też do 1960 był wykładowcą. W 1958 otrzymał obywatelstwo amerykańskie. Był twórcą powołanego na Uniwersytecie Columbia w Nowym Jorku Instytutu Badań nad Przemianami Międzynarodowymi.
W latach 1960-1989 był wykładowcą na uniwersytetach amerykańskich oraz członkiem Centrum Studiów Strategicznych i Międzynarodowych w Waszyngtonie.
W latach 1977-1981 był doradcą do spraw bezpieczeństwa prezydenta USA Cartera i w tym czasie wywierał znaczący wpływ na amerykańską politykę zagraniczną. Postulował zaangażowanie USA w popieranie antysowieckiej partyzantki w Afganistanie i antykomunistycznegoruchu Solidarności w Polsce. Jego postawa miała decydujący wpływ na rozwiązanie kryzysu polskiego na początku grudnia 1980 (USA udaremniło wówczas inwazję sił sowieckich i Układu Warszawskiego na Polskę).
Z jego inicjatywy powołano Fundację Wolności, organizację wspierającą rozwój społeczeństwa obywatelskiego w Polsce.
Doktor honoris causa Katolickiego Uniwersytetu w Dublinie, Uniwersytetu w Wilnie (15 października 2003), a także polskich uczelni: Uniwersytetu Jagiellońskiego (16 czerwca 2000 uhonorowano go m.in. za zasługi dla zapobieżenia interwencji rosyjskiej w Polsce w latach 1980–1981 oraz zabiegi na rzecz przyjęcia naszego kraju do NATO), Uniwersytetu Warszawskiego (2 maja 1991), Akademii Obrony Narodowej (15 marca 2002) oraz Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego.
W 1981 został odznaczony amerykańskim Medalem Wolności, w 1995 - Orderem Orła Białego, w 1996 - Orderem za Zasługi dla Ukrainy I klasy, w 1998 - czeskim Orderem Masaryka I klasy.
Profesor Columbia University i autor wielu prac z dziedziny polityki, międzyinnymi:
Po wojnie studiował na uniwersytecie Mc Gill w Kanadzie oraz na uniwersytetach amerykańskich. W 1950 r. przeniósł się do USA, otrzymał tamtejsze obywatelstwo i szybko stał się sławny jako naukowiec i polityk. Gorący zwolennik demokratycznych przemian w Europie Wschodniej. Jest żonaty i ma troje dzieci.
Żoną Zbigniewa Brzezińskiego była Muszka Benes - Amerykanka czeskiego pochodzenia. Ma troje dzieci: córka Mika, syn Jan i Mark.
Na jego rodzinnym domu przy ulicy Sienkiewicza widnieje pamiątkowa tablica.