Зоя Федорова была арестована в декабре 1948 года и приговорена к 25 годам тюрьмы. В ее учетной карточке было записано: «террористка». Зоя Федорова полюбила американского офицера, который находился в Москве в качестве представителя соединений союзников. У них родилась дочка. После окончания войны возлюбленного Зои срочно отозвали на родину, а ее судили и заключили в тюрьму. По собственным рассказам Федоровой, причиной ее ареста стал подаренный американцем золотой пистолет.

  Ее освободили в марте 1954 года. Последняя маленькая роль Зои Федоровой была в фильме «Москва слезам не верит», где она сыграла вахтершу общежития. В декабре 1981 года при загадочных обстоятельствах актриса была убита в своей квартире в Москве.