Nata a Roma nel 1970, ha origini aristocratiche da parte di madre. Ha un fratello e una sorella, Marco e Simona. Il suo bisnonno era il generale Rodolfo Corselli, giornalista e saggista di arti militari; mentre il nonno era il tenente del Regio Esercito Aldo Zucchi, decorato alla memoria medaglia d'oro al valor militare.
Ha lavorato come fotomodella e, successivamente, è stata interprete di fotoromanzi sulle riviste Cioè e Lanciostory. Sono seguiti molti spot pubblicitari televisivi e temporanee apparizioni come showgirl a Che tempo che fa, Scommettiamo che e altre trasmissioni RAI.
Nel 1995 è stata diretta da Tinto Brass nel film Fermo posta Tinto Brass; dopo l'uscita della pellicola, Zucchi - non riconoscendosi nel personaggio da lei interpretato - entrò in polemica con Brass e iniziò una causa legale contro il regista veneziano, a cui rinunciò dopo qualche anno.
Gaia Zucchi è stata attiva nel mondo dello spettacolo soprattutto nell'ultimo decennio del XX secolo, avendo preso parte a numerosi spettacoli teatrali, quali Voglia matta - Anni 60 di Attilio Corsini, e varie produzioni cinematografiche e televisive.
Nel 2023 ha pubblicato un libro autobiografico, La vicina di Zeffirelli, in cui è descritta l'amicizia da lei avuta con il regista Franco Zeffirelli, suo mentore artistico. Nel 2024 il libro diventa presto un best seller. Il 18 dicembre 2025 l'opera è stata adattata nello spettacolo interattivo "Le vicine di Zeffirelli" al Teatro Manzoni di Roma, con la regia della stessa Zucchi e la partecipazione di Benedicta Boccoli, Fanny Cadeo, Alexandra Celi, Federica Cifola, Giulia Di Quilio, Daniela Fazzolari, Antonella Ponziani e Andrea Di Bella.
Vita privata
È stata sposata col produttore cinematografico Francesco Papa. Dal matrimonio è nato Leonardo, anch'egli produttore. In seguito Gaia Zucchi ha avuto una relazione col produttore discografico Tullio Mattone. Dalla relazione con l'imprenditore napoletano Massimo Mignano è nata, invece, la figlia Mia.