El éxito de Zach Braff como actor comenzó con la querida serie de televisión de 2001 Scrubs. La serie recibió numerosas nominaciones a los Emmy como mejor serie de comedia y mejor guionista de comedia durante sus nueve años de emisión, y Zach Braff obtuvo una nominación a los Emmy y tres nominaciones consecutivas a los Globos de Oro, todo ello mientras pasaba a trabajar detrás de las cámaras, donde pronto encontró el mismo equilibrio como director, guionista y productor.
Tras licenciarse en cine por la Northwestern University, Zach Braff trabajó en el renombrado Public Theatre de Nueva York. Protagonizó la puesta en escena de Macbeth, de Shakespeare, en 1998, así como la producción Twelfth Night del Festival Shakespeare de Nueva York en 2002, en el teatro Delacorte de Central Park. En 2010 protagonizó el drama original de Paul Weitz off-Broadway, Trust, y en 2012 debutó en el West End protagonizando su propia obra original, All New People. En marzo de 2014, Braff debutó en Broadway como protagonista de Bullets Over Broadway, basada en el guion de la película de 1994.
Tras dirigir siete episodios de Scrubs (incluido el episodio 100 de la serie), Braff debutó en el largometraje como director y guionista de la comedia dramática de 2004 Garden State, que también protagonizó. Rodada en Nueva Jersey, el estado natal de Braff, con un presupuesto de 2,5 millones de dólares, la película se vendió a Fox Searchlight en el Festival de Sundance de 2004 por una cifra sin precedentes de 5 millones de dólares.
Garden State recaudó más de 35 millones de dólares en taquilla, recibió elogios de la crítica cinematográfica y fue nominada a más de tres docenas de premios. Braff ganó el Independent Spirit Award a la mejor ópera prima y fue nominado al mejor guion. También fue nominado por el Sindicato de Guionistas al Mejor Guion Original y recibió una mención al Mejor Director del National Board of Review (además de un segundo premio de reconocimiento especial).
La banda sonora de la película Garden State vendió más de un millón de copias y le valió a Zach Braff un premio Grammy al mejor álbum recopilatorio de bandas sonoras. Otros honores de Garden State incluyen el de Director Revelación del Festival de Cine de Hollywood y una nominación al Gran Premio del Jurado en el Festival de Cine de Sundance.
Wish I Was Here fue el segundo largometraje que dirigió Braff. Coescrita con su hermano Adam, Wish I Was Here está protagonizada por Kate Hudson, Mandy Patinkin y Josh Gad, junto con Braff en el papel principal. La película debutó en el Festival de Cine de Sundance de 2014 y se estrenó en cines en junio de 2014.
En 2017, Braff dirigió para Warner Bros. un remake de la exitosa comedia de intrigas de Martin Brest de 1979 Going in Style, escrita por Theodore Melfi. Los ganadores del Oscar Michael Caine, Morgan Freeman y Alan Arkin retomaron los papeles interpretados originalmente por George Burns, Lee Strasberg y Art Carney.
Volviendo a la televisión en red en 2018, Braff dirigió, produjo y protagonizó la serie de ABC/Sony Alex, Inc. Basada en el popular podcast de Alex Blumberg StartUp, la comedia de una sola cámara fue creada por el guionista y productor de Scrubs Matt Tarses.
Adobe se asoció con Zach Braff en 2019 para crear #MoviePosterMovie, un concurso para que los estudiantes diseñaran un cartel de película ficticio utilizando el software de Adobe. El cartel ganador sirvió de base para el cortometraje In The Time It Takes to Get There protagonizado por Florence Pugh y Alicia Silverstone que Braff escribió y dirigió. El cortometraje ganó un premio Webby 2020 a la escritura y el prestigioso premio D&AD del Reino Unido en las categorías de Entertainment Fiction Film y Writing for a Fiction Film.
Zach Braff y su compañero de reparto en Scrubs Donald Fasion lanzaron el podcast de iHeart Fake Doctor, Real Friends en marzo de 2020. Los episodios incluyen un debate interno sobre un episodio concreto de Scrubs, conversaciones francas sobre los 20 años de amistad de Braff y Faison y apariciones de invitados especiales. El podcast cuenta con más de 88 millones de descargas, ha pasado semanas en las listas de los 10 mejores podcasts y ha sido nominado a varios premios.
En 2020, Braff volvió a formar equipo con el creador de Scrubs, Bill Lawrence, para dirigir un episodio del programa de AppleTV+ Ted Lasso, que le valió una nominación al DGA en 2021 y un premio Primetime Emmy en 2021. Desde entonces, Braff, Lawrence y AppleTV+ han vuelto a trabajar juntos en 2023 en un episodio dirigido por Braff de Shrinking, protagonizado por Jason Segel y Harrison Ford, y en el papel de invitado de Braff en la película Bad Monkey, que se estrenará próximamente, protagonizada por Vince Vaughn.
Otros créditos recientes incluyen a Braff protagonizando junto a Gabrielle Union la película de Disney+ Cheaper by the Dozen, un remake de las exitosas películas de 1950 y 2003 escritas por Kenya Barris, y dirigiendo a Anne Hathaway en un episodio de Solos de Amazon Prime. Braff también completó un papel junto a Robert De Niro, Tommy Lee Jones y Morgan Freeman en The Comeback Trail.
Otros créditos como actor incluyen la conmovedora comedia de Greg Berlanti The Broken Hearts Club, la comedia romántica de Tony Goldwyn The Last Kiss, The High Cost of Living, The Ex, junto a Amanda Peet y Jason Bateman, Getting to Know You, adaptación de la obra de Joyce Carol Oates, la aventura fantástica de Walt Disney Oz: The Great and Powerful, dirigida por Sam Raimi, y también puso voz al personaje principal del éxito animado de Disney de 2005, Chicken Little.