Entrée au conservatoire de Montpellier à quinze ans, Coraly Zahonero fait ses premiers pas de comédienne grâce à Jean Négroni qui en fait sa Juliette en 1986, dans Roméo et Juliette de Shakespeare. L’année suivante, elle joue dans Britannicus de Racine mis en scène par Jean Leuvrais avec Silvia Monfort, au théâtre parisien du même nom. Elle se forme dans les classes de Jacques Sereys, Philippe Adrien et Stuart Seide au Conservatoire national supérieur d’art dramatique, alors dirigé par Jean-Pierre Miquel. Nommé administrateur de la Comédie-Française, ce dernier l’engage en 1994 pour interpréter Silvia dans sa mise en scène de La Double Inconstance de Marivaux. Ce rôle lui vaut une nomination au Molière de la révélation théâtrale ainsi que le prix Daniel Sorano en 1995.
Elle est nommée 504e sociétaire le 1er janvier 2000 et participe depuis à des expériences théâtrales diverses.
En 2007, elle est initiée au théâtre de masques par Omar Porras qui monte Pedro et le Commandeur de Lope de Vega Salle Richelieu. En 2010, elle prend part à l’aventure de Paroles, pas de rôles / vaudeville, une expérience performative avec les collectifs tg STAN, de KOE et Discordia. Elle joue par ailleurs le rôle-titre dans Yerma de Federico García Lorca par Vicente Pradal, Natalia Ivanovna dans Les Trois Sœurs de Tchekhov par Alain Françon, qu’elle retrouve pour La Mer d’Edward Bond et pour La Locandiera de Carlo Goldoni. Dirigée par Andrei Serban, elle interprète Jessica dans Le Marchand de Venise de Shakespeare, ainsi qu’Olivia dans La Nuit des rois ou Ce que vous voulez sous le regard d’Andrzej Seweryn. Elle joue Margarita dans Les Rustres de Goldoni par Jean-Louis Benoit, renouant avec celui qui l’avait mise en scène dans Le Menteur de Corneille et Le Révizor de Gogol. Giorgio Barberio Corsetti l’imagine en Clara, la modiste, dans Un chapeau de paille d’Italie de Labiche et Lilo Baur en Magdalena dans La Maison de Bernarda Alba de García Lorca. Distribuée dans des pièces de Feydeau, elle tient notamment le rôle de Lucette dans Un fil à la patte par Jérôme Deschamps ou Marcelle dans L’Hôtel du Libre-Échange par Isabelle Nanty. Elle porte la langue de Victor Hugo en jouant Cyprienne dans Mille francs de récompense par Jean-Paul Rousillon puis Marcinelle dans L’Intervention par Bénédicte Ardiley. Sous le regard de Thierry Hancisse qui l’avait dirigée dans L’École des maris de Molière, elle présente le seul-en-scène de Fabrice Melquiot, L’Inattendu. Elle a joué dans Hors la loi de et par Pauline Bureau, et lit des extraits de La Virevolte de Nancy Huston dans le cadre d’un Grenier d’actrice. Récemment, elle reprend le rôle de Béline dans Le Malade imaginaire de Molière et crée les rôles d’Elena Sergueïevna Boulgakova et de Madeleine Béjart dans Le Crépuscule des singes d’Alison Cosson et Louise Vignaud, et le rôle de la Mère dans Théorème / Je me sens un cœur à aimer toute la terre d’Amine Adjina d’après Pier Paolo Pasolini, mise en scène Amine Adjina et Émilie Prévosteau. Elle participe également à la tournée du spectacle 7 minutes de Stefano Massini mis en scène par Maëlle Poésy.
En 2016, dans le cadre des Singulis seuls-en-scène, elle signe Grisélidis une adaptation théâtrale d’après l’œuvre de Grisélidis Réal, prostituée, peintre et écrivaine, qu’elle met en scène et interprète. Diffusé en dehors de la Comédie- Française, le spectacle est repris au Festival d’Avignon Off en tournée, puis au Studio-Théâtre.
Coraly Zahonero conçoit et met en scène avec Vicente Pradal le spectacle musical Viento del pueblo autour du poète Miguel Hernàndez au Théâtre de Narbonne en 2011 et Tango Secret au Théâtre de l’Atelier en 2021. Elle collabore également à la mise en scène de Medianoche, spectacle musical de Vicente Pradal créé à Blagnac en 2015. En 2020, elle signe la direction artistique du Théâtre à la table L’école des femmes de Molière puis en 2021 de La Mouette de Tchekhov.
Elle multiplie les apparitions au cinéma et à la télévision. On la voit notamment chez Claude Sautet dans Nelly et Monsieur Arnaud et chez Cédric Klapisch dans Riens du tout et Chacun cherche son chat. Elle tourne dans plusieurs séries télévisées : Le Grand Patron, R.I.S. Police scientifique, La Vie devant elles. En 2015, Valeria Bruni Tedeschi la dirige dans son téléfilm Les Trois Sœurs d’après Tchekhov et Coline Serreau lui propose le rôle d’Yvonne de Gaulle dans Pierre Brossolette ou les Passagers de la lune.
Elle est officière dans l’ordre des Arts et des Lettres.