Любовь к театру Земфире Аврамовне привила её мама, которая регулярно вместе с дочерью ходила на спектакли. Помимо театра, будущая актриса любила музыку – она окончила музыкальную школу по классу баяна. Получив школьный аттестат, она поступила сначала в медицинский, а потом в педагогический университет. Но желание быть артисткой всё же пересилило, и Земфира уехала в Москву, где с первой попытки была зачислена в Щукинское училище, которое она успешно окончила в 1966 году. Её первые выходы на сцену состоялись в Московском театре имени Моссовета. Правда, позднее, в 1975 году, ей пришлось оттуда уйти, так как совмещать театр и кино из-за постоянных перелётов стало слишком трудно. Зато работа в Северо-осетинском государственном академическом драматическом театре им. Тхапсаева позволяла актрисе сниматься.
Благодаря своей колоритной восточной внешности Цахилова легко получала роли на национальных киностудиях, играя украинок, грузинок, казашек, армянок и, конечно, осетинок. Её даже наградили премией за исполнение самого большого количества национальностей. Среди работ Земфиры Аврамовны – роли Адили («Человек бросает якорь»), Санды («Десять зим за одно лето»), Теклы Кожокару («Красная метель»), Инги («Когда человек улыбнулся») и многие другие.
В начале девяностых, в 1993 году, Земфира Цахилова стала создателем и руководителем Московского детского Центра эстетики и красоты «Катюша», который получил своё название по имени первого пришедшего туда ребёнка. Сейчас в стенах этого Центра дети обучаются хореографии. Многие выпускники «Катюши» снимаются в кино, принимают участие в концертах и фестивалях.
Счастливо сложилась и личная жизнь актрисы, уже много лет она замужем за доктором экономических наук Георгием Цаголовым. Супруги воспитали двоих сыновей, которые сейчас занимаются бизнесом, и дочь.
