In carriera ha vinto dodici titoli di singolare e 16 di doppio, raggiungendo la sua miglior classifica di singolare il 25 ottobre 2010, al numero 2, e al numero 7 del doppio il 19 febbraio 2024.
Tra i suoi maggiori successi in singolare ci sono il prestigiosotorneo di Indian Wells nel 2009 ed il bronzo olimpico vinto aPechino nel 2008, dove ha sconfitto nella finalina la cineseLi Na, dopo avere perso in semifinale dalla concittadinaElena Dement'eva.
Ha iniziato a giocare a tennis a sei anni, spinta dalla madre Natalia, ed è diventata professionista nel 2000.All'inizio della carriera era nota per il carattere particolarmente fragile, che ripetutamente l'ha portata a piangere in campo anche dopo un semplice punto perso (da qui il soprannonelacrima, usato tra gli appassionati di tennis). Questa debolezza, a detta degli esperti, le avrebbe inizialmente precluso risultati più prestigiosi. In seguito comunque la sua tranquillità in campo è notevolmente cresciuta e anche il suo rendimento sembra averne tratto beneficio, al punto di riuscire a rientrare tra le top 10 nel 2008, a quattro anni di distanza dalla prima apparizione.
Una delle migliori performance della sua carriera è quella diWimbledon 2010 dove, dopo avere passato i primiquattro turni battendo tra le altreYanina Wickmayer eJelena Janković (rispettivamente teste di serie numero 15 e numero 4) è approdata aiquarti di finale eliminando l'ex numero uno del mondo e ottava del seedingKim Clijsters[2]. In semifinale riesce a vincere anche contro la sorpresa del torneo, labulgaraCvetana Pironkova, che in precedenza aveva eliminatoVenus Williams[3], conquistando la finale del torneo[4]. Tuttavia in finale verrà sconfitta dalla numero 1 al mondo e già tre volte vincitrice dello Slam britannicoSerena Williams.[5]
L'ottimo momento di forma e di prestazioni è confermato anche dai risultati neltorneo di doppio in cui, in coppia con la connazionaleElena Vesnina, passa agevolmente iprimi tre turni battendo anche coppie inserite come teste di serie e giungendo in semifinale grazie al successo sulla coppia formata dalle stessesorelle Williams, numero 1 del ranking di doppio e quindi data per favorita per la vittoria finale del torneo[6], conquistano l'accesso alla finale sopravanzando in due setGisela Dulko eFlavia Pennetta.[7] Come per il torneo di singolare la finale si conclude con una sconfitta contro la coppia composta dalla statunitenseVania King e la kazakaJaroslava Švedova. Dopo un primo set combattuto fino altie-break la coppia russa cede alle avversarie subendo per 2-6 nel secondo set.[8]
Le due finali di Wimbledon, pur terminate con due sconfitte, le garantiscono il rientro nella top ten del rankingWTA, più precisamente al 9º posto.[9]
Nell'ultimo torneo del Grande slam dell'anno, gliUS Open, la Zvonarëva sfrutta un tabellone reso agevole dalle eliminazioni diAgnieszka Radwańska eNadia Petrova ed eliminando tutte le sue avversarie in due set, tra le quali le soleAlexandra Dulgheru eKaia Kanepi come testa di serie, raggiunge la semifinale dove elimina nuovamente in due set la giovane campionessa danese e finalista uscenteCaroline Wozniacki. In finale però la Zvonarëva cede di schianto e perde 6-2, 6-1 contro l'ex numero 1 del mondoKim Clijsters. Nonostante la sconfitta in finale aFlushing Meadows il lunedì successivo raggiunge per la prima volta in carriera la quarta posizione del ranking.
L'11 ottobre 2010 perde in finale alTorneo di Pechino contro la stessa Wozniacki in tre set, successo grazie al quale la danese diventa la 20ª tennista a raggiungere la prima posizione del ranking. Tuttavia, nonostante la sconfitta, riesce a guadagnare una posizione nel rankingWTA piazzandosi al terzo posto. Due settimane dopo migliora ancora il suo best-ranking salendo al secondo posto.
Partecipa in seguito aPattaya City. Accreditata dalla prima testa di serie e campionessa in carica delle ultime due edizioni, si fa sorprendere dalla slovaccaDaniela Hantuchová in semifinale in due set. Durante il secondo set ha anche avuto un battibecco con il giudice di sedia. ADubai, perde contro la connazionaleAlisa Klejbanova al terzo turno. Al torneo diDoha, invece, conquista l'undicesimo titolo in carriera battendo in finale la numero uno del mondoCaroline Wozniacki 6-4, 6-4.
Al torneo diIndian Wells viene sconfitta daDominika Cibulková al terzo turno in tre set. AMiami, raggiunge le semifinali, ma viene battuta 6-0, 6-3 dallaAzaranka. Nei quarti di finale diFed Cup contro l'Italia, batte le azzurreSara Errani eRoberta Vinci, e grazie anche alla vittoria in singolare delleKuznecova, la Russia raggiunge la semifinale.
Sull'erba diEastbourne perde ancora controStosur ai quarti; in precedenza aveva anche eliminato la rientranteSerena Williams in tre combattuti set. Delude aWimbledon, uscendo al terzo turno dallaPironkova in due set facili.
Vera gioca in seguito aTokyo, dove arriva in un'altra finale. Curiosamente, come successo anche al torneo di San Diego, la perde ancora contro laRadwańska e sempre in due set. Al torneo diPechino, invece, perde al terzo turno controAna Ivanović. Con questo risultato Vera si è qualificata alWTA Tour Championship per il quarto anno consecutivo. Gioca, poi, il torneo di casa aMosca, deludendo nel match di quarti controDominika Cibulková.
AiWTA Tour Championship, fa parte del Red Group insieme a Caroline Wozniacki, Agnieszka Radwańska ePetra Kvitová. Vince un solo incontro contro laWozniacki, ma perde gli altri due. Riesce comunque a qualificarsi per le semifinali, ma perde controViktoryja Azaranka. Conclude l'anno al numero sette del mondo.
Al torneo diPattaya si ritira nei quarti controSorana Cîrstea sul 2-2 al terzo set. Stessa sorte aDoha, dove nel primo turno contro la rumenaNiculescu si ritira quando già era sotto di un set.
Nemmeno nei due Premier americani ottiene fortuna. Dà forfait adIndian Wells nel match di terzo turno controKlára Zakopalová senza nemmeno scendere in campo, a causa di una influenza che aveva colpito anche molte giocatrici. Va male anche aMiami dove si fa sorprendere all'esordio dalla wild-card spagnolaGarbiñe Muguruza in due facili set.
Sulla terra verde americana diCharleston perde nei quarti controLucie Šafářová in due set. Sulla terra blu diMadrid esce all'esordio contro la cecaPetra Cetkovská. Si ritira poi dal Roland Garros per un infortunio alla spalla.
Ritorna a giocare aWimbledon, ma è costretta ancora al ritiro al terzo turno controKim Clijsters per problemi respiratori. AlleOlimpiadi di Londra perde nettamente controSerena Williams agli ottavi. Salta il resto della stagione per un infortunio alla spalla.
Torna ufficialmente in campo dopo sedici mesi il 31 dicembre 2013 nel primo turno delloShenzhen Open venendo sconfitta con il punteggio di 7-5, 6-3 dalla cineseLi Na.Torna a giocare un incontro in uno Slam durante l'Australian Open venendo eliminata al primo turno dall'australianaDellacqua per 6-2, 6-2. In seguito partecipa altorneo di Pattaya, nel corso del quale batte al primo turnoPeangtarn Plipuech prima di cedere al turno successivo alla connazionaleEkaterina Makarova.A marzo partecipa alBNP Paribas Open grazie a unawild card, ma viene subito estromessa dalla cinesePeng Shuai con il punteggio di 4-6, 6-0, 7-5. AlTorneo di Wimbledon batte al primo turno la britannicaTara Moore con il punteggio di 6-4, 6(3)–7, 9-7 e al secondo elimina la giovane promessa croataDonna Vekić con un doppio 6-4, ma giunta ai sedicesimi deve arrendersi alla kazakaZarina Dijas in tre set per 6(1)–7, 6-3, 3-6.
A inizio stagione Vera prende parte al torneo international di Shenzhen. Arriva sino ai quarti di finale dove si ritira dopo avere perso il primo set con la Bacsinszky. Al primo slam stagionale viene sconfitta al secondo turno dalla numero 1 del mondoSerena Williams con il punteggio di 7-5, 6-0 dopo essere stata avanti per 5-3 nel primo set. Nel mese di febbraio partecipa al torneo di Pattaya City, dove accede al suo secondo quarto di finale stagionale.
Comincia la stagione partecipando al torneo di Shenzhen, dove estrometteLuksika Kumkhum con un doppio 6-3,Ivana Jorović per 7-5 4-6 6-4 eVeronika Kudermetova con il punteggio di 4-6 7-5 6-3, per poi ritirarsi in semifinale controAlison Riske per 0-6 0-1 in favore della statunitense. Dopo la mancata qualificazione agliAustralian Open conferma il suo ottimo inizio stagionale nel torneo diSan Pietroburgo. In terra russa la Zvonarëva si spinge sino alle semifinali, sconfiggendo al primo turno la conterranea ed ex top 10Ekaterina Makarova per 6-3 6-4, ai sedicesimi la numero 15 del mondoJulia Görges in un match molto lottato finito con il punteggio di 2-6 6-4 6-4. Nei quarti di finale la moscovita si trova davanti la giovane connazionaleDar'ja Kasatkina, che aveva beneficiato nel turno precedente del ritiro della Šarapova. Il match si chiude con il punteggio di 6-3, 7-6 per la Zvonarëva, che in semifinale si trova a fronteggiareDonna Vekić, contro cui perde 2-6 2-6. In seguito si presanta all'Hungarian Ladies Open, dove viene estromessa all'esordio daAlison Van Uytvanck, testa di serie numero uno. Tuttavia si aggiudica il torneo in doppio, in coppia con la connazionaleEkaterina Aleksandrova, superando nell'ultimo attoFanny Stollár eHeather Watson con il punteggio 6-4 4-6 [10-7]; nel corso del torneo si sono imposte a fatica suBarbora Štefková/Markéta Vondroušová (7-5 2-6 [12-10]),Storm Sanders/Naomi Broady (7-6 7-6) eAnna Blinkova/Anastasija Potapova (4-6 6-4 [10-5]).
Si presenta agli Indian Wells per le qualificazioni, nelle quali è costretta al ritiro sotto di 0-6 0-2 nel secondo turno controChristina McHale. Una settimana più tardi vince il titolo ITF in Turchia in coppia conMarie Mettraux. Supera le qualificazioni a Stoccarda, ma non va oltre il primo turno perché viene fermata daViktoryja Azaranka, così come a Rabat (perde controLara Arruabarrena), Madrid (cede aDanielle Collins), a Roma non supera le qualificazioni e a Parigi (fermata daAliona Bolsova).
La russa termina la sua stagione in singolare dopo la sconfitta precoce agli Open di Francia.
Ritorna in campo nel torneo ITF in Slovacchia, dove si aggiudica il primo match dopo quasi un anno controGanna Poznikhirenko, infliggendole un doppio bagel. In seguito perde controVlada Koval. Accede alle qualificazioni a San Pietroburgo, ma senza successo, poiché non va oltre il secondo turno per mano diAlizé Cornet. Nel torneo di Doha superaHsieh Su-wei con un doppio 6-4, prima di venire fermata daZhang Shuai. Si riscatta nel Challenger di Indian Wells imponendosi suWang Xiyu per 6-4 6-1;Samantha Stosur per 4-6 6-2 6-2;Kateřina Siniaková, testa di serie numero uno, per 3-6 6-3 6-4 eLaura Siegemund per 6-1 4-6 6-2. In semifinale si ritira senza nemmeno scendere in campo controMisaki Doi.
Successivamente il mondo del tennis viene bloccato dal 9 marzo al 3 agosto a causa dellapandemia di COVID-19. Si presenta nel nuovo torneo International di Lexington non andando oltre il primo turno, sconfitta al terzo set daJessica Pegula. In coppia conAnna Blinkova, invece, raggiunge la semifinale: vengono superate daHayley Carter eLuisa Stefani. In seguito partecipa al Cincinnati Masters, sbarazzandosi, partendo dalle qualificazioni, diDanka Kovinić per 6-2 6-2;Astra Sharma per 6-4 6-2;Magda Linette per 1-6 6-3 6-1 eLaura Siegemund per 6-1 6-1. Viene fermata negli ottavi di finale daJohanna Konta in due semplici parziali.
Vera conquista conLaura Siegemund il titolo di Washington, battendo in finaleGuarachi/Niculescu con un duplice 6-4. A settembre, le due prendono parte allo US Open, dove sono accreditate della 12ª testa di serie: le due, tre anni dopo, tornano in finale nello slam newyorkese, eliminando nei quarti le campionesse di MadridHaddad Maia/Azaranka (5-7 7-5 6-4) e le sorpreseBrady/Stefani in semifinale (6-4 6-1); nell'ultimo atto, la russa e la tedesca cedono il passo alle 16° forze del seedingGabriela Dabrowski edErin Routliffe, con lo score di 6(9)-7 3-6. Grazie ai successi nei due tornei di Ningbo e Nanchang, Laura e Vera riescono a qualificarsi alleWTA Finals di Cancún: la coppia riesce a passare il gruppo "Mahahual" in seconda posizione, battendo le campionesse dell'Australian OpenSiniaková/Krejčiková e le n°1 del mondoGauff/Pegula. Nella loro sesta semifinale stagionale, riescono ad avere la meglio sulle n°2 del seedingHunter/Mertens, con il punteggio di 3-6 6-3 [10-5]. In finale, sconfiggono con un duplice 6-4 Melichar/Perez, conquistando il quarto e più importante titolo del 2023.
In singolare, Vera raggiunge un quarto di finale WTA per la prima volta in due anni a Ningbo, dove si arrende alla futura campionessaOns Jabeur.