Début de carrière
La carrière de Zhou dans le sport automobile a débuté en 2007. Il a commencé à faire du karting en Chine, ce qu'il a fait jusqu'en 2012. Pour progresser, il a déménagé en Angleterre pour participer aux championnats de karting en Europe. Le pilote chinois a réussi à devenir champion britannique et européen Max Junior en 2013.
Passage aux classes de Formule
Les réalisations de Zhou en karting ont rapidement été remarquées par Ferrari, ce qui a conduit à un contrat avec la Ferrari Driver Academy en 2014. Peu de temps après avoir été intronisé dans l'équipe de formation de Ferrari, il fait ses débuts dans le Trophée d'hiver F4 italien pour le Prema Powerteam. Il a terminé à la troisième place à deux reprises. En 2015, il fait ses débuts dans le championnat italien de F4 où il se distingue immédiatement et termine la saison en deuxième position derrière son coéquipier.
Après une année réussie en Formule 4 italienne, Zhou a participé à la Toyota Racing Series en Nouvelle-Zélande. Cela ne s'est pas passé comme prévu et il est retourné en Europe pour faire ses débuts dans le championnat européen de Formule 3. Il a terminé cette saison à la 13e place, résultat plus que décevant pour le jeune pilote. En 2017, le pilote chinois a eu une nouvelle chance en Formule 3 chez Prema Racing, mais il a à peine réussi à s'améliorer et a cette fois terminé huitième. Après deux ans en Formule 3, la pression a considérablement augmenté en 2018. Il a remporté une victoire lors de la première course, mais les résultats ont ensuite été de nouveau décevants et il n'a pas pu, une fois de plus, terminer plus haut que la huitième place du championnat.
Une longue période en Formule 2
Malgré les résultats décevants en Formule 3, le pilote chinois s'est tout de même vu offrir une chance de courir en Formule 2 en 2019 pour la nouvelle équipe UNI-Virtuosi Racing. Au cours de cette saison, il a obtenu de bons résultats, terminant septième au classement et étant nommé rookie de l'année.
En 2020, il monte sur cinq podiums et termine sixième au classement pour UNI-Virtuosi Racing.
Guanyu Zhou en 2021
Une fois de plus, Zhou a conservé son siège en Formule 2 avec UNI-Virtuosi pour la saison 2021. Au cours de cette saison, il a obtenu de meilleurs résultats que les saisons précédentes. Au début de l'année, on spéculait déjà sur le fait que le Chinois pourrait obtenir un siège en Formule 1 en 2022. Il apporterait une énorme quantité d'argent de sponsoring qui augmenterait les chances d'un contrat en Formule 1. Cette année-là, il fait ses débuts en Formule 1 en Autriche. Il a conduit la première séance d'essais libres dans l'Alpine de Fernando Alonso et a réussi à réaliser le quatorzième temps.
En novembre 2021, on apprend que Zhou obtiendra effectivement un siège en Formule 1 pour l'équipe Alfa Romeo Racing en 2022 où il devient le coéquipier de Valtteri Bottas. En deux saisons, les résultats n’ont pas été très fructueux. Zhou termine deux fois 18ème du championnat en empochant seulement 6 petits points par saison. Le séjour de Zhou en Formule 1 a longtemps été un sujet de discussion. Hormis les raisons commerciales, Alfa Romeo ne semblait pas avoir de raison de le confirmer pour 2024, au profit de Théo Pourchaire ce qui fut pourtant le cas.
