Szülei: Zilahy Lajos nagyváradi ügyvéd, közjegyző, Takácsi Nagy Ilona
Húga: Zilahy Ilona, Beszedits István gyártásvezető anyja
Unokahúga: Fényes Alice színésznő
Festőművésznek készült, majd különböző műkedvelő előadásokon színészkedett. Nagyszalontán, Erzsébetvárosban és Máramarosszigeten járt gimnáziumba, majd a budapesti egyetemen először bölcsészetet hallgatott, majd a jogi karon végzett. Az I. világháború idején katona, a fronton szerzett költeményeivel jelent meg az irodalmi életben. Újságíró lett, versei, regényei jelentek meg, majd Párizsba utazott, később Amerikába is eljutott, ahol meglátogatta Hollywoodot. 1925-től a Kisfaludy Társaság tagja, emellett a Magyar Tacskótenyésztők Országos Egyesületének elnöke volt. 1927-től a Budapesti Hírlap, 1929-től az Est-lapok, 1934-1936 között a Magyarország munkatársa. 1935-ben az Új Szellemi Front nevű kezdeményezésével közelíteni akarta a népi írók és Gömbös Gyula miniszterelnök nézeteit. 1940-1944 között a Híd című művészeti lap szerkesztője. Szembefordult a fasizmussal, ezért 1944 márciusa után éppen futó színdarabját (Fatornyok) betiltották. 1930-ban Corvin-koszorút, 1944-ben Corvin-láncot kapott. 1945-től Szent-Györgyi Alberttel a Magyar-Szovjet Művelődési Társaság elnöke, a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagja, az Irodalom és Tudomány főszerkesztője. 1947-ben az USA-ba emigrált. Később sokat tartózkodott Újvidéken: haza akart települni, de a halál megakadályozta ebben.
Felesége Bárczy Piroska, Bárczy István budapesti főpolgármester leánya volt, fia Zilahy Mihály.
Már a némafilm-korszakban 1925-ben filmre írta Rongyosok c. művét, Tábornok c. drámája az első amerikai hangosfilmek egyike volt. 1937-ben Úrilány (Egy lány elindul) és Két fogoly c. műveit írta filmre, majd 1938-ban megalapította filmvállalatát, a Pegazus Film Kft.-t, amely nemcsak Zilahy-munkákat vitt filmre, de más neves íróknak (Jankovich Ferenc, Nagy Lajos, Tersánszky Józsi Jenő) is utat nyitott a magyar filmhez. Támogatta a fiatal tehetségeket, egyik pártfogoltja Simonyi Lia dokumentumfilmrendezőnő volt. 1939 elején többhetes nyugat-európai filmszakmai körúton volt, ahol az angol, francia, német és olasz filmgyártást tanulmányozta. 1944. május 20-án Juhász Istvánnal, a GAMMA vezérigazgatójával és Németh József fényképésszel „Színes Film Kft.” néven másik céget is alapított. Külföldön a világháború után is kedvelt író maradt, műveit francia, mexikói, német, amerikai cégek filmesítették meg.
Író:
- Rongyosok (1925)
- Halálos tavasz (1935, amatőr, , regény-1922)
- Két fogoly (1937, regény-1926)
- Egy lány elindul (1937, Úrilány címmel regény-1932)
- Süt a nap (1938, színmű-1924)
- Halálos tavasz (1939, regény-1922)
- Hazajáró lélek (1940, regény-1923)
- A szűz és a gödölye (1941, színmű-1937)
- Valamit visz a víz (1943, regény-1928)
Forgatókönyvíró:
- Két fogoly (1937)
- Egy lány elindul (1937)
- Süt a nap (1938)
- Halálos tavasz (1939)
- Hazajáró lélek (1940)
- Egy tál lencse (1941)
- A szűz és a gödölye (1941)
- Valamit visz a víz (1943)
Meg nem valósult filmforgatókönyvei:
- Szamárlétra (1940)
- Földönfutó város (1941)
- Fuimus (1943)
- Kossuth (1943, Illyés Gyulával és Kosáry Domokossal)
Producer:
- Süt a nap (1938)
- Halálos tavasz (1939)
- Hazajáró lélek (1940)
- Egy tál lencse (1941)
- A szűz és a gödölye (1941)
- Szép csillag (1942)
- Valamit visz a víz (1943)
Gyártásvezető:
- Halálos tavasz (1939)
- Hazajáró lélek (1940)
- Egy tál lencse (1941)
Művészeti vezető:
- Egy tál lencse (1941)
- Szép csillag (1942)
Rendező:
- Hazajáró lélek (1940)
- A szűz és a gödölye (1941)
- Szép csillag (1942, Jelinek Imrével)
- Valamit visz a víz (1943, Oláh Gusztávval)
Róla megjelent: Bihari József (szerk.): A lélek nem aludt ki (Tisztelgés Zilahy Lajos születésének századik évfordulóján). Pest Megyei Múzeumok Igazgatósága, Szentendre, 1991.
Forrás: Magyar Hangosfilm Lexikon ♦ Magyar Film 1939/7. ♦ Színházi Élet, 1935/43. ♦ Film Színház Irodalom, 1942/1.