Zeynep Türkyılmaz erwarb ihren Bachelor- und Masterabschluss in Politikwissenschaft und Internationalen Beziehungen an der Boğaziçi-Universität in Istanbul und promovierte am Department of History der University of California, Los Angeles (UCLA). Von 2009 bis 2010 war sie Postdoktorandin im Rahmen des von der Andrew W. Mellon Foundation geförderten Sawyer-Seminars an der University of North Carolina at Chapel Hill. Von 2011 bis 2016 war sie Assistant Professor für Geschichte am Dartmouth College. Zudem arbeitete sie als Programmkoordinatorin und wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungszentrum für anatolische Zivilisationen der Koç-Universität. Ihre Forschungs- und Lehrinteressen umfassen Staatsbildung, Geschlecht, Nationalismus, Kolonialismus, Religion und Migration im Nahen Osten von 1800 bis zur Gegenwart. Von 2021 bis 2025 war sie wissenschaftliche Mitarbeiterin im Graduiertenkolleg Minor Cosmopolitanisms und im Bereich Globalgeschichte an der Universität Potsdam. Seit 2025 ist sie assoziierte Wissenschaftlerin am Forum Transregionale Studien in Berlin.