Η Ζωή Καρέλλη (Χρυσούλα Αργυριάδου, το γένος Πεντζίκη) γεννήθηκε στη Θεσσαλονίκη. Αδελφός της ήταν ο Νίκος Γαβριήλ Πεντζίκης. Ασχολήθηκε με την εκμάθηση ξένων γλωσσών και τη μουσική και παρακολούθησε μαθήματα Φιλολογίας στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Μετά το 1944 ταξίδεψε σε πολλά μέρη του κόσμου.
Πρωτοεμφανίστηκε στο χώρο των ελληνικών γραμμάτων το 1935 από τις στήλες του περιοδικού Το 3ο μάτι, όπου δημοσίευσε το πεζογράφημα «Διαθέσεις». Το 1937 πρωτοδημοσίευσε ποίημά της («Φετεπουρσικρί») στο περιοδικό Μακεδονικές Ημέρες. Το 1940 εκδίδει την πρώτη της ποιητική συλλογή με τίτλο Πορεία. Εξέδωσε δώδεκα ποιητικές συλλογές, πέντε θεατρικά έργα και πολλά δοκίμια, ενώ πολλά κείμενά της βρίσκονται δημοσιευμένα σε λογοτεχνικά περιοδικά, όπως τα Φιλολογικά Χρονικά, Νέα Εστία, Μακεδονικά Γράμματα, Μορφές, Ο Αιώνας μας, Σημερινά Γράμματα, Καινούρια Εποχή, Πνευματική Κύπρος, Νέα Πορεία. Υπήρξε μέλος του κύκλου του περιοδικού Κοχλίας της Θεσσαλονίκης. Ποιήματά της μεταφράστηκαν σε πολλές ξένες γλώσσες. Ασχολήθηκε επίσης με τη λογοτεχνική μετάφραση, κυρίως έργων του Τόμας Έλιοτ.
Τιμήθηκε με το Β΄ (ελληνικό) Κρατικό Βραβείο Ποίησης και έλαβε τη διάκριση «Palmes Académiques» του Υπουργείου Παιδείας της Γαλλίας (1956) για την ποιητική συλλογή Κασσάνδρα και άλλα ποιήματα, με το Α΄ Κρατικό Βραβείο Ποίησης (1974) για τα Ποιήματα 1940-1973 και με το Βραβείο Ποίησης του Ιδρύματος Ουράνη (1978) για το σύνολο του ποιητικού της έργου. Έγινε η πρώτη γυναίκα αντεπιστέλλον μέλος της Ακαδημίας Αθηνών (1982). Η Φιλοσοφική Σχολή του ΑΠΘ την αναγόρευσε επίτιμο διδάκτορα (1988) με έπαινο που διάβασε ο Γ.Π. Σαββίδης. Στις 26 Οκτωβρίου 1995 ο Πρόεδρος της Δημοκρατίας Κωνσταντίνος Στεφανόπουλος της απένειμε το Μετάλλιο του Ταξιάρχη του Φοίνικα της Ελληνικής Δημοκρατίας. Υπήρξε μέλος της Εταιρείας Λογοτεχνών Θεσσαλονίκης, της Καλλιτεχνικής Επιτροπής του Κρατικού Θεάτρου Βορείου Ελλάδος (ως το 1981) και της Ακαδημίας Αθηνών (1982). Τα θεατρικά της έργα Σιμωνίς Βασιλόπαις του Βυζαντίου (1965) και Ορέστης (1971) παραστάθηκαν από το Κ.Θ.Β.Ε. το 1966 και το 1976, αντίστοιχα.
Στο ποιητικό έργο της Ζωής Καρέλλη, αποτέλεσμα της δημιουργικής αφομοίωσης της ελληνικής (αρχαίας και νέας) και ευρωπαϊκής λογοτεχνικής παράδοσης, κυριαρχούν ο εσωτερικός λόγος και η υπαρξιακή αγωνία, εκφρασμένη στο πλαίσιο των συνδυασμών γυναικείας ευαισθησίας και διανόησης, ελληνικότητας και ανθρωπισμού και μιας «ανοίκειας» θεματικής και ποιητικής γραφής. Η ποίησή της πρόκειται για μια «διασταύρωση της θρησκευτικής ανησυχίας με τον πυρήνα του ερωτικού βιώματος» που οδηγεί σε μια λυτρωτική πνευματικότητα. Είναι μια ποίηση «του εσωτερικού χώρου, της πνευματικής και καλλιτεχνικής αγωνίας και των υπαρξιακών ερωτημάτων».
Δέχτηκε επιρροές κυρίως από τον χριστιανό διανοητή N. Berdiaef και από τους ποιητές Πωλ Κλωντέλ και Τόμας Στερνς Έλιοτ, ενώ κοινή σε μεγάλο βαθμό είναι η πνευματική πορεία με τον αδελφό της Νίκο Γαβριήλ Πεντζίκη και τον Γιώργο Θέμελη. Θέματά της ο χρόνος, η μοναξιά, η φθορά, ο έρωτας και ο θάνατος. Την προβληματική της ποίησής της μετέφερε και στα θεατρικά της έργα. Μελετητές διακρίνουν δύο χρονικές φάσεις στο έργο της: Μια πρώτη από το 1935 μέχρι το 1955, όπου κυριαρχεί ο ιδεαλιστικός προβληματισμός, ο οποίος εκφράζεται με τη διανοητική αφαίρεση. Μια δεύτερη από το 1955 κ.ε., όπου είναι εντονότερη η υποχώρηση της αφαιρετικότητας και η μεγαλύτερη γείωση στην ιστορική πραγματικότητα, αλλά είναι παρόντες και οι αρχαιοελληνικοί μύθοι ως παραβολικό αντικαθρέφτισμα της επικαιρότητας.
Χειρόγραφα της Ζωής Καρέλλη υπάρχουν στο Γενικό Αρχείο του Ελληνικού Λογοτεχνικού και Ιστορικού Αρχείου (Ε.Λ.Ι.Α.).
Ποίηση
- Πορεία Ι. Αθήνα, Πυρσός, 1940.
- Η εποχή του θανάτου. (Εκδοχές και παρατηρήσεις). Θεσσαλονίκη, Κοχλίας, 1948.
- Φαντασία του Χρόνου. Θεσσαλονίκη 1949.
- Της Μοναξιάς και της Έπαρσης. Θεσσαλονίκη, 1951.
- Χαλκογραφίες και Εικονίσματα. Θεσσαλονίκη, 1952.
- Κασσάνδρα και άλλα ποιήματα. Αθήνα 1955.
- Το πλοίο. Αθήνα, 1955.
- Παραμύθια του Κήπου. Αθήνα 1955.
- Αντιθέσεις. Αθήνα, Δίφρος, 1957.
- Ο Καθρέφτης του Μεσονυκτίου. Αθήνα, Δίφρος, 1958.
- Το σταυροδρόμι. 1973.
- Τα Ποιήματα, τόμ. Α΄ (1940-1955), τόμ. Β΄ (1955-1973), Αθήνα, Οι εκδόσεις των Φίλων, 1973.
- Για τα λουλούδια. Αθήνα, Ροές, 1988.
- Για τη σελήνη. Αθήνα, Ροές, 1988.
- Για τον άνεμο. Αθήνα, Ροές, 1988.
- Μικρό ανθολόγιο. Επιλογή, πρόλογος: Αλέξανδρος Κοσματόπουλος. Θεσσαλονίκη, Παρατηρητής, 1988.
- Ποιήματα. Εισαγωγή -ανθολόγηση Ξ.Α. Κοκόλης, Αθήνα, Ερμής, 1996 («Ανθολόγος Ερμής», αρ. 7).
Θέατρο
- Ο Διάβολος και η 7η εντολή. Αθήνα, Δίφρος, 1959.
- Ικέτιδες. Αθήνα, Δίφρος, 1962.
- Σιμωνίς Βασιλόπαις του Βυζαντίου. 1965.
- Ορέστης. 1971.
- "Η Φεβρωνία κι ο Άγγελος" (περ. Νέα Πορεία, τχ. 215-218, Ιαν.-Απρ. 1973, σελ.13-34).
Δοκίμια
- Περί αμφιβολίας. 1958.
- Το απόλυτο στο έργο του Κλωντέλ. 1959.
- Περιμένοντας τον Γκοντό ή Το πάθος της αδράνειας. 1967.
- Περί ελευθερίας και ενθουσιασμού στην ποίηση. Παρατηρήσεις. Αθήνα, Αστρολάβος/Ευθύνη, 1982.
- Παρατηρήσεις. Αθήνα, Αστρολάβος/Ευθύνη, 1982.
- Παρατηρήσεις Β΄. Αθήνα, Αστρολάβος/Ευθύνη, 1994.