Начало войны Зина встретила в Витебской области Белорусской ССР.
В 1942 году она вступила в подпольную комсомольскую организацию «Юные мстители».
Ей удалось попасть на работу в столовую для немецких офицеров, чем она незамедлительно воспользовалась, добавив в общий котел, из которого фашистам разливали суп, огромную дозу яда. Тем самым отправила на тот свет более сотни гитлеровцев.
В начале осени немцы арестовали и расстреляли костяк организации «Юные мстители» (30 человек).
Зина вызвалась проникнуть в стан врага и выяснить, кто предал комсомольцев. Однако девушку обнаружили и схватили. На допросе она смогла захватить пистолет и застрелить троих гитлеровцев.
Нацисты были в бешенстве. В слепой холодной ярости они приступили к пыткам. Ей вгоняли иголки под ногти, выжигали на ее теле раскаленным железом звезды. Дошло до того, что юной девушке отрезали уши и выкололи глаза.
Портнова держалась в высшей мере стойко. Не проронила ни слова, но от нечеловеческой боли и перенапряжения она поседела. Фашистские отморозки сделали все, чтобы сломить «юную мстительницу». Но у них ничего не вышло: в свой последний путь 10 января 1944 года (на расстрел) Зина Портнова шла с гордо поднятой головой.
Подвиг Зины Портновой не забыли: ей поставлены памятники, ее именем были названы улицы в Ленинграде и Белоруссии, а также судно в Дальневосточном морском пароходстве.
В 1958 году Зинаиде Мартыновне Портновой было присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).