Meszlényi Zoltán Lajos 1892. január 2-án született Hatvanban, ötgyermekes család második gyermekeként. Szülei tanítók voltak, édesapja, Meszlényi Zoltán később Budapesten iskolaigazgató lett. Gimnáziumi tanulmányait Rimaszombaton, Budapesten és Esztergomban végezte. Az Esztergomi Bencés Gimnáziumban érettségizett, már kispapként. Vaszary Kolos bíboros-hercegprímás, esztergomi érsek pártfogásának köszönhetően Rómában tanult tovább, a Gregoriana Pápai Egyetemen. Itt tökéletesíteni tudta latin, ógörög, olasz, francia és német nyelvtudását. 1912-ben filozófiai doktorátust, 1913-ban teológiai diplomát, 1915-ben pedig egyházjogi diplomát szerzett.
Az első világháború miatt Innsbruckban is folytatott tanulmányokat, pappá is itt szentelték 1915. október 28-án. Ehhez korkedvezményt kapott püspökétől, hisz ekkor még nem érte el a 24 éves pappá szentelési korhatárt. Első kinevezése Komáromba szólította, ahol káplán lett, de hamarosan Esztergomba rendelték: Csernoch János bíboros, prímás 1917. március 2-án Meszlényi Zoltánt érseki levéltárossá és szertartóvá nevezte ki. Trianon évében, 1920. december 15-től ő lett az érseki titkár, és ugyanebben az évben az Esztergomi Érseki Szentszék jegyzőjévé is kinevezték. 1922-ben Meszlényi Zoltán pápai kamarási címet kapott, 1926-ban pedig prímási és érseki titkár lett.
Amikor Csernoch János bíboros 1927-ben elhunyt, és helyére az egyházjogász Serédi Jusztinián került, az új bíboros is maximális bizalmat szavazott az érseki titkárnak, sőt, rábízta a teljes prímási vagyon kezelését: az érseki ház vezetőjének nevezte ki Meszlényi Zoltánt. Az egyház vagyonát Meszlényi mindig nagyon körültekintően vezette, a visszaemlékezések szerint igazságos és körültekintő volt, személyesen ellenőrizte a birtokok ügyeit, figyelt arra is, hogy a munkások mindig megkapják a nekik járó bért.
Egyházjogászként fordításai és tanulmányai jelentek meg (az egyházi házasságjogról 1927-ben írt műve máig nagy elismertségnek örvend, fordítása pedig sok homályt oszlatott el az egyházi házasságok kérdésében), ezeknek és elkötelezettségének, felkészültségének, szorgalmas, megbízható, értékes munkájának köszönhetően 1934-ben az Egri Érseki Jogakadémia magántanárává nevezték ki. 1937. október 28-án (pappá szentelése 22. évfordulóján) Serédi Jusztinián bíboros esztergomi segédpüspökké szentelte Meszlényi Zoltánt. Meszlényi püspöki jelmondatául ezt választotta: „Fidenter ac fideliter” – „Bizalommal és hűséggel”. 1937 szeptemberétől Meszlényi felelt a kassai és rozsnyói egyházmegyék Magyarországon maradt területeinek apostoli kormányzásáért.
Sokat dolgozott az 1938-as XXIV. Nemzetközi Eucharisztikus Kongresszus előkészítésén és lebonyolításán. E feladatain túl 1939. május 14-én a Magyarországi Katolikus Legényegyletek Országos Szövetsége és az Országos Központi Katolikus Legényegylet elnökévé nevezték ki. A Gyermekvédelmi Szövetség igazgatójaként árvaházat is vezetett az esztergomi Szent Anna-templom mellett. 1940-től a Pázmány Péter Tudományegyetem Teológiai Karán tanított, és a Hittanárokat Vizsgáztató Bizottság elnöke is lett. Diákjai nagyra becsülték, művelt, lelkiismeretes, közvetlen, kedves emberként emlékeztek meg róla, kiemelték humorát és figyelmes természetét.
Serédi Jusztinián hercegprímás a második világháború végén, 1945. március 29-én elhunyt, utóda október 2-tól Mindszenty József lett, aki addig a veszprémi segédpüspök volt. Meszlényi Zoltán az új prímásnak is teljes bizalmát élvezte, Mindszenty őt minden hivatalában megerősítette. A kispapokat az egyháznak és elöljáróiknak való engedelmességre, papi kötelességeik következetes betartására és áldozatvállalásra buzdította – mindezekben ő maga is példát mutatott nekik.
A szovjet megszállás idejét élték, a kommunizmus erősödésével egyre szűkült a történelmi egyházak mozgástere. Az egyházakat hátrányosan érintő földreform miatt az egyházi intézmények, iskolák, templomok és idősotthonok anyagi fenntartása kérdésessé vált. 1948-ban megtörtént az iskolák államosítása, 1950-ben pedig feloszlatták a szerzetesrendeket. A Szentszékhez hű papok és püspökök élete fenyegetettségben telt: az államhatalom megfigyelte, üldözte őket, nemritkán letartóztatás és halál lett az osztályrészük. 1948. december 26-án letartóztatták Mindszenty József bíborost, helyette attól kezdve Drahos János érseki helynök kezelte az egyházmegye ügyeit. 1950. június 15-én Drahos János halálával új helynök választására került sor. Az államhatalom elvárása szerint Beresztóczy Miklóst kellett volna megválasztani – az esztergomi kanonok addigra már megjárta a börtönt, és nem véletlenül lett aztán az Országos Katolikus Békepapi Bizottság megszervezője és első elnöke. A titkos szavazáson június 17-én azonban Meszlényi Zoltán kapta a legtöbb szavazatot, így a kommunista államhatalom akaratával szemben választották érseki helynökké. Ez alkalomból Meszlényi az egyházmegyei körlevélben ezt írta: „Krisztus hű pásztoraként a hitet és Egyházunk iránti hűséget meg nem tagadom soha.”
Megválasztásának elfogadásával – amivel voltaképp azt üzente, hogy az egyház nem hajol meg a hatalom akarata előtt – Meszlényi Zoltán, a kompromisszumokba nem bocsátkozó egyházfi a saját halálos ítéletét írta alá. Lecsaptak rá, Mindszenty József legközvetlenebb munkatársára – Meszlényi nyilván támogatta a bíboros-prímás kommunistaellenes magatartását is. Tizenkét nap múlva, június 29-én letartóztatták Meszlényi Zoltánt, és attól kezdve senki sem látta többé.
Nem volt nyilvános bírósági tárgyalás, nem született hivatalos ítélet. Nem volt tárgyalási jegyzőkönyv, se halotti bizonyítvány, se méltó temetés – úgy eltüntették, mintha nem is létezett volna, épp ezért nevezhetjük a halálát csöndes vértanúságnak. Az internálótáborból kiszivárgott információk alapján csak sejtéseink vannak arról, hogyan bántak vele. Ablaktalan szobában kellett tűrnie télen a hideget, nyáron a hőséget, a gyógyszereit pedig nem vihette magával, tehát nem szedhette be (korábbi dokumentumok utalnak szív- és pajzsmirigybetegségre). Az egyházhoz hajlíthatatlanul hűséges püspök 1951. március 4-én (más kutatások szerint 1953 januárjában) halt meg Kistarcsán, halálának közvetett okai a kínzások, közvetlen oka valószínűleg szívtrombózis.
1966. június 22-én Meszlényi Zoltán holttestét exhumálták, és az esztergomi bazilikában újratemették. XVI. Benedek pápa jóváhagyásával 2009. október 31-én avatták boldoggá. 2014. október 31-én, a boldoggá avatás ötödik évfordulóján szentelték fel Budapesten a Meszlényi Zoltán-templomot. Kistarcsán, az internálótábor helyén emléktáblával emlékeznek Meszlényi Zoltánra, a 2014-ben kitett tábla felirata: „Megtörni nem tudták, halálra kínozták”. Hatvan város hidat nevezett el neves szülöttéről: Beer Miklós püspök 2015. szeptember 26-án áldotta meg az Ó- és Újhatvant összekötő Meszlényi-hidat.