Зоя росла обычной девочкой: хорошо училась, увлекалась литературой и историей. В 1939 году девушку избрали комсомольским группоргом класса. Зоя предложила своим одноклассникам взять общественную нагрузку – после уроков заниматься с неграмотными. Комсомольцы приняли ее предложение, но затем начали уклоняться от обязанностей. На собраниях Зоя принялась их прорабатывать, и когда подошли перевыборы, ее больше не переизбрали.

После этого девушка изменилась. Ее одноклассник В.И. Белокунь впоследствии вспоминал: «Эта история… очень подействовала на Зою. Она стала как-то постепенно уходить в себя. Стала менее общительной, больше полюбила уединение. В 7-м классе за ней еще чаще стали замечать, как нам казалось, странности… (…) Слишком загадочными были для нас ее молчание, всегда задумчивые глаза, а порою некоторая рассеянность. И непонятная Зоя становилась еще непонятней. В середине года мы узнали от ее брата Шуры, что Зоя больна. Это произвело сильное впечатление на ребят. Решили, что в этом виноваты мы».

В № 38 газеты «Аргументы и Факты» за 1991 год опубликована заметка писателя А. Жовтиса «Уточнения к канонической версии», посвященная обстоятельствам ареста Зои Космодемьянской. На нее последовал ряд читательских откликов. Один из них был подписан фамилиями врачей Научно-методического центра детской психиатрии. В нем утверждалось, что в 1938—1939 годах Зоя неоднократно находилась на обследованиях в этом центре, а также лежала в детском отделении больницы имени Кащенко с подозрением на шизофрению. Однако никаких других свидетельств о том, что Зоя страдала психической болезнью или могла ею страдать, обнаружено не было. Правда, совсем недавно известный публицист Андрей Бильжо, по профессии врач-психиатр, заявил, что ему в свое время довелось лично ознакомиться в больнице имени Кащенко с историей болезни Зои Космодемьянской и что она была изъята из архивов во времена перестройки.