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. Első verse a Szalontai lapokban jelent meg, majd néhány versét Kiss József a hét-ben közölte. A diákévek szárnypróbálgatásai után vidéken dolgozott jogászként. Az I. világháború idején katona, eleinte Komáromban, majd az orosz harctéren. A fronton szerzett költeményeivel jelent meg az irodalmi életben, felfedeztője Beöthy Zsolt volt, aki első önálló kötetének előszavát is írta. Sebesült katonanként hosszabb időt töltött budapesti hadikórházakban, ahol az Új Idők állandó munkatársa 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. ♦ Délibváb, 1929/4.