Каждое лето вместе с младшей сестрой Галей она ездила к родственникам в Белоруссию. В июне 1941-го сёстры Портновы простились на вокзале с мамой, не подозревая, чем для них обернутся эти долгожданные летние каникулы. Как потом вспоминала Галя, какая-то женщина на платформе сказала их маме: "А что это ты детей отправляешь? Война же скоро".

Но в страшное почему-то не верилось, да и девочки хотели отдохнуть. А через десять дней, 22 июня, немцы напали на СССР. Зина и Галя попробовали уехать в Ленинград, но не смогли сесть в эшелон, не влезли в вагон. Позже они узнали, что поезд по дороге разбомбили. Девочки вместе с дядей, тётей и двумя двоюродными братьями смогли добраться до станции Оболь, неподалёку от которой жила их бабушка. Деревня Зуя, до которой они так долго шли под бомбёжками, оказалась в зоне немецкой оккупации.

Зина очень боялась немцев - она видела, как они ежедневно на деревенском кладбище расстреливали пленных солдат Красной армии. Бабушка и тётя очень переживали, как Зиночка, такая тонкая, ранимая и чувствительная, будет жить в таких суровых и жёстких условиях. Однако именно в этот период и проявился её внутренний стержень, её храбрость и жажда мести врагам. Сидеть сложа руки и идти работать на гитлеровскую Германию по указке полицаев девушка не собиралась. 

Она стала активно общаться с местными ребятами. И в один из дней по инициативе комсомолки Ефросиньи Зеньковой было создано подпольное движение "Юные мстители", в которое вошла и Зина. В задачи членов организации входили расклеивание рукописных листовок об истинном положении дел и сбор информации о располагающихся в округе немцах.

Из рассказа Галины Мельниковой-Портновой от 25 апреля 2016 года, проект "Я помню. Воспоминания ветеранов Великой Отечественной войны":

Зину взяли в отряд сразу, несмотря на то, что она была самой младшей, единственной пионеркой. Её очень любили и уважали: она была отзывчивой, внимательной, ласковой. Мне тогда было 8-9 лет, и я, конечно, ничего не знала о подпольной работе. Помню, у Зиночки собирались друзья. Меня тогда высаживали на завалинку и говорили: "Галка, у нас вечеринка, если увидишь полицая или кого-то подозрительного, пой "Во поле берёзонька стояла". И я пела. В это время Зина вообще была мне как мать: ухаживала, следила, учила читать и писать. Например, говорила: "Запомни наш адрес - Балтийская, 24. Если что-то случится, ты будешь знать, откуда ты, где живут наши родители".

"Юные мстители" имели связь с партизанским отрядом имени Ворошилова, откуда им регулярно передавали оружие, взрывчатку и информацию о заданиях. Ребята сумели взорвать электростанцию, вывести из строя несколько заводов, уничтожили единственную водокачку в округе, где заправлялись немецкие поезда, регулярной стала и их подрывная деятельность на железной дороге. Фашисты зверствовали. На поиски диверсантов были брошены все силы. Несмотря на нависшую над "мстителями" опасность, Зина устроилась чернорабочей в немецкую столовую. Она чистила овощи, мыла полы. За работу ей давали остатки еды, которые она всегда приносила своей маленькой Галке.

В августе 1943-го на одном из подпольных собраний стало известно, что немцы собираются угнать местных жителей на работы в Германию. Зина схватила в охапку сестру и ночью увела её в партизанский отряд, сама же вернулась на работу к немцам. Ей предстояло выполнить важное задание - подсыпать в суп немцам яд. В тот день отважной и хрупкой девушке удалось отправить на тот свет около ста немецких офицеров: лётчиков, танкистов и артиллеристов.

Подозрение сразу же пало на Зину. Она отрицала свою причастность к диверсии, и тогда немцы заставили её съесть тарелку отравленного супа. Ни один мускул не дрогнул на лице Зины - как ни в чём не бывало, одну за другой она отправляла в рот ложки со смертельной похлёбкой. Главное было - не выдать себя и товарищей. Тогда ей помогло только чудо. Возможно, Портнову спасло то, что яд не успел до конца осесть на дне котла. Полуживая, она непонятным образом смогла доползти до партизанского отряда. Ведь она обещала Галке обязательно вернуться.

Врач сделал Зине промывание желудка. Выхаживали Портнову долго, отпаивали молоком, сывороткой и спустя некоторое время всё же поставили на ноги. После выздоровления Зину определили в разведку. Как только появилась возможность, она написала письмо родителям, которые ничего не знали о судьбе дочерей с начала войны:

Здравствуйте, мамочка и папочка! Мы живы и здоровы, чего и вам желаем. Мама, мы находимся сейчас в партизанском отряде, бьём немецко-фашистских оккупантов. Галочка тоже вместе с нами. Мамочка, пока писать много не буду, так как не знаю, получите ли вы эту записку. Как получите, так сейчас же дайте ответ. С приветом, ваша дочь Зина.

Это письмо дошло родителей сестёр Портновых только спустя полгода. Но Зины к этому моменту уже не было в живых. Буквально следом пришло ещё одно послание - от командира партизанского отряда, в котором он на трёх листах написал о подвигах и гибели их старшей дочери.

Отправившись на очередное задание, Зина попала в засаду и была схвачена немцами. На допросе она сумела схватить со стола следователя пистолет и убить его. Выбегая из здания, юная мстительница застрелила ещё двух офицеров. Она смогла добежать до оврага и уже собиралась переплыть реку, но не успела, а в немецком пистолете не осталось последней пули "для себя". Её поймали.

Зину стали зверски пытать, её жгли железом, отрезали уши, выкололи глаза, загоняли под ногти иголки. Понимая, что смерть стала бы для неё избавлением от мук, немцы постоянно откладывали казнь. Они даже вытащили её из-под колёс грузовика, под который измученная девушка однажды бросилась по пути на пытки и допросы. Когда фашистам наскучили каждодневные издевательства, и они поняли, что не услышат от Портновой ни слова, её решили расстрелять. Вот как описывает последние часы жизни Зины автор одноимённой и биографичной книги о юной героине Василий Смирнов:

Вновь переведённая в одиночную камеру, свою последнюю ночь Зина провела в полузабытьи. Она уже ничего не видит. У неё выколоты глаза... Фашистские изверги отрезали ей уши... У неё вывернуты руки, раздроблены пальцы... Неужели когда-нибудь придёт конец её мукам! Завтра всё должно кончиться. И всё же эти палачи ничего от неё не добились. Она давала клятву в верности Родине и сдержала её. Она клялась мстить беспощадно врагу за то горе, которое он принёс людям. И она отомстила, как смогла. Слёзы, смешиваясь с кровью, вытекали из изувеченных глаз - плакать Зина ещё могла...

Она приняла смерть достойно и мужественно. Эта хрупкая девочка показала, насколько несгибаем русский народ, и какой отпор он может дать врагам. Она достойна вечной памяти и почестей.