Сын московского генерал-губернатора Г.П. Чернышева. Участник Семилетней войны. Русские войска под его командованием захватили Берлин в 1760 г.

Приобрел большой административный опыт, будучи наместником вновь присоединенных к России Могилевской и Полоцкой губерний в 1772-1781 гг.

С именем З.Г. Чернышева связано формирование и развитие системы управления, установленной законом от 7 ноября 1755 г. Учреждения для управления губерний Всероссийской империи : подбор чиновников, осмотр зданий присутственных мест, четкое определение границ губернии и др. Торжественная церемония открытия Московской губернии состоялась 5 октября 1782 г.

Прозвучавшие в семь часов утра пушечные выстрелы возвестили о начале празднования. В Грановитую палату прибыли чиновники, городской голова, представители дворянства и купечества. Главнокомандующий произнес речь, после чего собравшиеся проследовали в Успенский собор, где была совершена божественная литургия и зачитан царский манифест; ... напоследок учинили присягу определенные чины на свои должности, а дворянство - на выбор предводителей и судей .

Составленный в 1783 году в соответствии с Уставом благочиния (1782) штат московской полиции закреплял систему административно-территориального деления города и схему построения в нем полицейской службы.

Занимая высокое должностное положение, З.Г. Чернышев многое сумел сделать для благоустройства и украшения первопрестольной столицы: в Кремле шло сооружение здания Присутственных мест, вдоль Камер-коллежского вала были выстроены 15 застав с кордегардиями, произвели ремонт стены Китай-города.

Дом графа на Тверской, впоследствии купленный казной, стал официальной резиденцией высших чинов московской и губернской администрации, а переулок по его правому фасаду в конце XVIII в. получил наименование Чернышевского. Совсем недавно это название вновь вернулось на карты Москвы.