Narodil se v dnešním FrýdkuMístku v roce 1927, za války byl totálně nasazený. Po osvobození dokončil střední školu a absolvoval studium slovanské literatury, literární vědy a estetiky. Byl žákem Jana Mukařovského. Do Ústavu pro českou literaturu nastoupil v roce 1953 a byl s touto institucí spojen prakticky po celý život.
V padesátých letech vyšla jeho kniha Boj o Aloise Jiráska v zrcadle kritiky, napsaná v duchu vládnoucí ideologie, mezi jejíž stoupence Zdeněk Pešat tehdy patřil. Hlavním předmětem jeho zájmu se ale později stala poezie konce 19. a prvních desetiletí 20. století (Vrchlický, Machar, Hlaváček, Neumann, Halas).
V šedesátých letech patřil k autorům Literárních novin, Literárních listů a Listů. Po sovětské invazi opustil funkci zástupce ředitele ústavu, z pracoviště samotného ale odejít nemusel. V letech normalizace se podílel na příručkách Čeští spisovatelé 19. století a Čeští spisovatelé přelomu 19. a 20. století, připravil k vydání výbory poezie například Jaroslava Vrchlického či Josefa Hory. Pod pseudonymem Josef Tománek publikoval také v samizdatovém Kritickém sborníku. Jeho zásadní stati z oboru literární teorie jsou shrnuty ve výboru Tři podoby literární vědy.
Po pádu komunistického režimu byl jmenován ředitelem Ústavu pro českou literaturu, již zastával do roku 1993. Podílel se na sestavení Slovníku českých spisovatelů po roce 1945, v roce 2000 vyšel jím a Evou Petrovou uspořádaný výbor z díla členů Skupiny 42.
Poslední veřejné vystoupení Zdeňka Pešata v říjnu 2008 se týkalo aféry kolem údajného udavačství Milana Kundery v padesátých letech. Pešat tehdy prohlásil, že agenta chodce Miroslava Dvořáčka neudal Kundera, ale Miroslav Dlask, který se v té věci obrátil také na Pešata jakožto člena fakultního výboru komunistické strany. Vzhledem ke svému zdravotnímu stavu se Pešat tehdy už k věci nechtěl dál vyjadřovat.