Lavorando come bibliotecaria sulla base spaziale Space Wheel, Zoe era considerata dai suoi colleghi una risorsa indispensabile, specialmente per la sua capacità di calcolare con precisione assoluta la probabilità di impatto dei meteoriti. Tuttavia, le informazioni che forniva erano prive di qualsiasi sfumatura emotiva o sentimento, un tratto che le veniva fatto notare spesso con una certa freddezza: "Proprio come un robot, fatti e calcoli. Una vera e propria piccola enciclopedia vivente. Tutto cervello e niente cuore".

Dopo aver contribuito in modo decisivo alla sconfitta dei Cybermen, Zoe prese una decisione radicale: si ribellò alla sua educazione rigida e al suo background privo di emozioni. Si intrufolò a bordo del TARDIS come clandestina, mossa dalla speranza che viaggiare con l'imprevedibile e "illogico" Dottore e con il decisamente meno intellettuale Jamie potesse aiutarla ad ampliare i suoi orizzonti e a scoprire la sua vera natura umana.

Un esempio lampante della sua genialità avviene durante la grande invasione di Londra: Zoe riesce a calcolare mentalmente, in una frazione del tempo che impiegherebbe un computer, la traiettoria esatta per annientare un'intera flotta di invasione dei Cybermen utilizzando solo un numero limitato di missili terrestri ("The Invasion", 1968). Allo stesso modo, fu la sua analisi della traiettoria dei fari spaziali a permettere l'identificazione della base segreta di una banda di bucanieri intergalattici ("The Space Pirates", 1969).

Il Dottore non esitava mai a fare affidamento sull'intelletto di Zoe quando la situazione si faceva critica, anche se a volte la ragazza dimostrava di essere persino più brillante di lui. Emblematico è il caso dei Kroton, dove Zoe viene identificata dalle macchine come il soggetto con il quoziente intellettivo più alto, superando lo stesso Signore del Tempo ("The Krotons", 1968).

Zoe stessa arrivò alla conclusione di possedere una mente analitica superiore, mentre descriveva quella del Dottore come più incline a "salti intuitivi" e creativi ("The Colony of Lies", romanzo).

La sua mente analitica era talmente acuta da permetterle di compiere imprese quasi impossibili per una persona comune: nel romanzo "The Colony of Lies", ad esempio, riuscì a pilotare una navetta spaziale alla perfezione solo dopo averne consultato rapidamente il manuale tecnico, senza alcuna esperienza pratica precedente. Questa sua capacità di superare in astuzia il Dottore era frequente, anche se la sua mancanza di esperienza nel mondo reale finiva spesso per cacciarla nei guai.

Zoe amava avere l'ultima parola in ogni discussione. Durante il serial "The War Games", la sua audacia colpì persino Arturo Villar, il leader della resistenza messicana, che commentò ironicamente: "Per una donna così piccola, la tua bocca è troppo grande".

Oltre all'intelletto, Zoe dimostrò inaspettate doti fisiche. Nel surreale mondo di "The Mind Robber", diede prova di una sorprendente abilità nelle arti marziali, sconfiggendo con successo il personaggio dei cartoni animati Karku grazie alla sua agilità e tecnica di combattimento.

Come parte della sentenza, il Dottore fu condannato all'esilio sulla Terra e alla rigenerazione, mentre i suoi compagni dovettero affrontare un destino altrettanto crudele: la separazione forzata e la perdita della memoria. Zoe fu riportata sulla Ruota Spaziale esattamente nel momento in cui era partita, ma con un vuoto incolmabile nella mente. Tutti i suoi ricordi, le avventure vissute e le lezioni emotive apprese con il Dottore e Jamie furono cancellati, fatta eccezione per il loro primissimo incontro ("The War Games", 1969).

Proprio questo dettaglio fu fondamentale anni dopo, quando il Secondo Dottore si ritrovò prigioniero nella Torre Nera all'interno della Zona della Morte. Quando gli apparve una figura con le sembianze di Zoe, il Dottore capì immediatamente che non poteva essere la sua vera amica, ma solo un "fantasma" o un'illusione creata per ostacolarlo: la vera Zoe, infatti, non avrebbe potuto riconoscerlo in quel modo a causa della cancellazione della memoria operata dai Signori del Tempo ("The Five Doctors", 1983).

I Cybermen catturarono Zoe dopo aver dedotto, tramite esami medici, che la ragazza era invecchiata di due anni nel giro di poche ore (segno inequivocabile dei suoi viaggi nel TARDIS). Nel tentativo di convertirla in un Cyber-Planner, il processo di scansione mentale finì paradossalmente per ripristinare i suoi ricordi perduti. Sfruttando la sua ritrovata genialità, Zoe riuscì a dirottare la nave cibernetica verso la Terra della Narrativa (Land of Fiction), sperando che quel luogo surreale potesse neutralizzare i Cybermen.

Fu in questo periodo di confusione interiore che il Terzo Dottore, durante il suo esilio sulla Terra, fu inviato dai Signori del Tempo sulla stazione spaziale XZ49, dove Zoe prestava servizio. Analizzando lo stato mentale della sua vecchia amica, il Dottore giunse a una conclusione affascinante: i Signori del Tempo, forse mossi da un barlume di gratitudine per il suo recente aiuto contro il Maestro (negli eventi di "Terror of the Autons" e "Colony in Space"), ma troppo orgogliosi per riabilitare pubblicamente il suo nome, lo avevano mandato lì per una doppia missione.

Da un lato, il Dottore doveva aiutare Zoe a gestire i frammenti della sua memoria; dall'altro, doveva recuperare proprio dalla mente geniale della ragazza i codici di dematerializzazione del TARDIS, che i Signori del Tempo avevano nascosto nel suo subconscio.

La vista improvvisa della nave spaziotemporale scatenò un effetto violento nella mente di Zoe: i suoi ricordi repressi tornarono a galla in un flusso travolgente. Tuttavia, questo risveglio fu solo momentaneo. Prima che potesse riappropriarsi della sua identità, i blocchi mentali imposti dai Signori del Tempo si riaffermarono con forza brutale, sigillando nuovamente la sua memoria.

Questo evento lasciò Zoe in uno stato di perenne potenziale inespresso, condannandola a una vita brillante ma incompleta, priva della consapevolezza di ciò che era stata capace di fare e vedere. Il Dottore fu costretto a partire, consumato dalla rabbia contro il suo stesso popolo: i Signori del Tempo lo avevano usato cinicamente per proteggere i propri segreti, incuranti del danno psicologico inflitto a una delle sue amiche più care ("Short Trips: Companions - The Memory of Memory").

In questo periodo buio, Zoe incontrò una giovane donna di nome Ali, la quale aveva appena incrociato la versione più giovane di Zoe proprio durante le avventure con il Dottore ("Echoes of Grey"). Grazie all'aiuto di una psichiatra di nome Jen, che lavorava per la compagnia che la teneva prigioniera, fu ideata una macchina per aiutarla a recuperare i ricordi. Sebbene le sessioni permettessero a Zoe di rivivere sprazzi del passato, la profondità di quelle esperienze continuava a sfuggirle una volta terminato il trattamento ("The Memory Cheats" e "The Uncertainty Principle").

La svolta avvenne quando Zoe udì la notizia di una crisi su una stazione spaziale. Grazie al suo intelletto superiore, riconobbe immediatamente quell'evento: era un luogo che aveva già visitato con il Dottore. Si recò sulla stazione per affrontare un pericoloso virus alieno che, nella sua linea temporale passata, non era riuscita a fermare del tutto. Questo virus aveva la terrificante capacità di trasferirsi dai sistemi informatici ai tessuti umani.

In un incredibile paradosso temporale, Zoe riuscì a salvare la vita della sua versione più giovane, fornendole una maschera ad aria un istante prima che venisse risucchiata nello spazio. Sfruttò poi lo stesso virus per distruggere i database della compagnia che l'aveva perseguitata. Con il virus annientato e la malvagia società sconfitta, Zoe e Jen decisero di continuare a lavorare insieme per sbloccare definitivamente i suoi ricordi perduti, alimentando la speranza che, un giorno, Zoe sarebbe tornata a essere pienamente la donna straordinaria che aveva viaggiato tra le stelle ("Second Chances", Big Finish).