Византиновед, исследователь методологических проблем феодализма.
Член-корреспондент АН СССР, вице-президент Международной ассоциации византинистов, почетный член Саксонской АН, иностранный член Научного комитета Международного центра по истории византийской культуры в Южной Италии. Лауреат Государственных премий СССР (1987) и Российской Федерации (1996), награждена орденами Трудового Красного знамени, «Знак Почета» и медалями Советского Союза.
В 1940 окончила исторический факультет МГУ, затем училась там же в аспирантуре. В 1945 окончила аспирантуру и защитила в МГУ кандидатскую диссертацию «Борьба партий в Византии в XV в. и деятельность Виссариона Никейского». В 1960 защитила докторскую диссертацию «Италия и Византия в VI веке».
В 1948—1987 З. В. Удальцова работала на кафедре истории средних веков МГУ, в 1982—1986 была зав. кафедрой. Одновременно в 1949—1968 и 1970—1987 она трудилась в Институте истории и Институте всеобщей истории АН СССР: снс, зав. сектором, в 1980—1987 — директор ИВИ.
В 1947—1949 и в 1968—1970 работала в ИСл: мнс, в 1968—1970 — зав. сектором.
В работах конца 1940-х гг. З. В. Удальцова изучала проблемы поздневизантийского феодализма, выясняла причины падения Византии, исследуя в этой связи вопросы борьбы народов Балканского полуострова с турками. По ее инициативе и с ее вступительной статьей в 1950 вышел труд византийского историка VI в. Прокопия Кесарийского «Война с готами». Руководя сектором в ИСл, исследовательница одновременно завершала большую работу по подведению итогов развития отечественного византиноведения, начатую в Институте истории. Результаты ее изложены в разделах об изучении Византии «Очерков истории исторической науки в СССР» (М., 1955—1966. Т. 1-4) и в монографии «Советское византиноведение за 50 лет» (М., 1969). В эти же годы З. В. Удальцова опубликовала серию статей о мировоззрении византийских историков (Агафий Миринейский, Феофилакт Симокатта, Евагрий Схоластик, Менандр Протиктор и другие).
С 1966 г. З. В. Удальцова была главным редактором «Византийского временника», т. 30 которого (М., 1969) вышел под грифом ИСл. Вместе с А. П. Кажданом она редактировала подготовленный в Институте сборник «Византийские очерки» (М., 1971), содержавший труды советских ученых к XIV Международному конгрессу византинистов, написала в конце 1960-х гг. несколько статей, связанных с проблемами южнославянской истории.
Италия и Византия в VI веке. М., 1959.
Идейно-политическая борьба в ранней Византии (по данным историков IV—VII вв.) М., 1974.
Византийская культура. М., 1988.
К вопросу об оценке трудов академика Ф.И. Успенского // ВИ. 1949. № 6.
Борьба партий на Флорентийском соборе // ВВр. 1950. Т. 3.
Борьба партий в Пелопоннесе во время турецкого завоевания по данным византийского историка Критовула // Средние века. М., 1951. Вып. 3.
Византийский историк Критовул о южных славянах в XV в. // ВВр. 1951. Т. 4.
Восстание Фомы Славянина // Книга для чтения по истории средних веков. М., 1951. Т. 1.
История Византии. М., 1967. Т. 1-3 (соавтор, зам. ответственного редактора).
Византиноведение в народно-демократической Болгарии // ВВр. 1968. Т. 8.
Генезис и типология феодализма // Средние века. М., 1971. Вып. 34.
Мировоззрение византийского историка VI в. Прокопия Кесарийского // ВВр. 1971. Т. 31.
Мировоззрение византийского хрониста Иоанна Малалы // Там же. 1971. Т. 32.
З. В. Удальцова (1918—1987) // ВДИ. 1987. № 4.
Зинаида Владимировна Удальцова // ВИ. 1988. № 1.
Памяти Зинаиды Владимировны Удальцовой // ВМУ. Серия 8. История. 1988. № 1.
Карпов С.П. Зинаида Владимировна Удальцова (1918-1987) // АЕ за 1987 г. М., 1988.
Самодурова З.Г. З.В. Удальцова: творческий путь // ВВр. 1988. Т. 49.
Славяноведение в СССР. Биобиблиографический словарь. New York, 1993.
Самодурова З.Г. Член-корреспондент АН СССР Зинаида Владимировна Удальцова (1918-1987) // ННИ. 2000. № 4.
Список научных трудов члена-корреспондента АН СССР З.В. Удальцовой // ВВр. 1989. Т. 50