9 Eylül 1969 tarihinde Tokat'ta dünyaya gelen Özlem Zengin, eğitim hayatına Tokat'ta başladı ve liseyi İzmir'de tamamladı. Başlangıçta Matematik Mühendisliği okumayı planlayan Zengin, hukukla ilgilenmeye başladıkça, kelimelerle kodlanmış bir matematiksel yapı olan hukukun, onun ilgisini daha çok çektiğine karar vererek İstanbul Üniversitesi Hukuk Fakültesi'ni tercih etti ve 1990 yılında mezun oldu. Öğrencilik yıllarında, bir hukuk ve aktüalite dergisi olan Teklif’te yazılar kaleme aldı.
Mezuniyetinin ardından bir süre Amerika Birleşik Devletleri'nde kalan Zengin, Türkiye'ye döndükten sonra bir yıl öğretmenlik yaptı. 1998-2001 yılları arasında Kanal 7’de yayınlanan Hayatın İçinden adlı programda yapımcı ve sunucu olarak görev aldı. Bu dönemde medyaya olan ilgisi arttı ve 2001 yılında yakın arkadaşlarıyla İstanbul Kadın ve Aile Araştırma Merkezi (İKAMER)'i kurarak kadın hakları ve aile meseleleri üzerine çalışmalar yapmaya başladı.
2003 yılında Adalet ve Kalkınma Partisi (AK Parti) İstanbul İl Yönetim Kurulu Üyeliği'ne seçilen Zengin, 2005 yılından itibaren tanıtım ve medya başkanlığı gibi önemli görevlerde bulundu. Bu görevini 2011 yılına kadar sürdürdü ve fasılasız üç dönem boyunca il yönetim kurulu üyeliği yaptı. Daha sonra akademik kariyerine yönelerek Marmara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü’nde Din Sosyolojisi alanında yüksek lisans yaptı. Tez çalışması, “Yüksek Yargı Kararları Işığında Din ve Laiklik Algısındaki Sosyolojik Değişim” konusunu ele aldı.
Yüksek lisansının ardından, 2012 yılında Yeni Akit gazetesinde köşe yazarlığı yapmaya başladı. Aynı yıl, AK Parti İstanbul İl Kadın Kolları Başkanlığı’na seçildi ve 2015 yılına kadar bu görevi başarıyla yürüttü. Beyaz El Dayanışma Derneği ve Kadın ve Demokrasi Derneği (KADEM)'in kurucu üyeliğini üstlendi. Ayrıca İstanbul Ticaret Üniversitesi'nin Mütevelli Heyeti Üyesi olarak eğitim alanında da katkı sağladı.
Medya alanındaki kariyerine devam eden Zengin, Ülke TV’de Türkiye ve dünya gündemini kadınların bakış açısından ele alan İnce Fikir programını hazırlayıp sunmaktadır. 7 Haziran 2015'te yapılan seçimlerde AK Parti İstanbul Milletvekili seçilen Zengin, 8 Ocak 2016 tarihinde Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan tarafından Cumhurbaşkanlığı Başdanışmanlığı’na getirilmiştir. Ardından 27. Dönem Tokat Milletvekili olarak tekrar Meclis'e girmiştir. Temmuz 2018’de ise Adalet ve Kalkınma Partisi grup başkanvekilliği görevine getirilmiştir.
İyi derecede İngilizce bilen ve üç çocuk annesi olan Özlem Zengin, kadın hakları ve toplumsal eşitlik alanlarında önemli çalışmalar yapmaya devam etmektedir.