Rosel Zech wurde in Berlin als Tochter eines Binnenschiffer-Ehepaares geboren. Die Familie zog nach Hoya in der Nähe von Bremen, als Klein-Rosel ein Jahr war. Dort besuchte sie auch die Mittelschule und beschloss mit 16 Jahren, Schauspielerin zu werden. Nach der Max-Reinhardt-Schauspielschule in Berlin und bei Margot Stein tingelte sie durch die Provinz, wo sie von Peter Zadek entdeckt wurde. Als Theaterdarstellerin arbeitete sie an den großen Bühnen in Deutschland, Österreich und der Schweiz mit vielen namhaften Regisseuren wie Luc Bondy, Klaus Michael Gruber, Alexander Lang, Hans Neuenfels, Jérôme Savary und Peter Stein.
Ausgezeichnet wurde die beliebte Darstellerin u. a. mit dem "Merkur"-Theaterpreis (2001), dem Bayerischen Filmpreis und dem 1. Preis des World Film Festivals in Montreal, Kanada, für Percy Adlons "Salmonberries" (1991), der Kainz-Medaille der Stadt Wien für "Eines langen Tages Reise durch die Nacht" und dem Darstellerpreis der deutschen Film- und Fernsehregisseure für "Mascha" (1983). Außerdem erhielt sie für die Titelrolle in Rainer Werner Fassbinders Drama "Die Sehnsucht der Veronika Voss" den Goldenen Bären der Internationalen Filmfestspiele in Berlin (1982) und wurde für ihre schauspielerische Leistung in "Hedda Gabler" zur Schauspielerin des Jahres gekürt (1976).
Unzählige Fernsehspiele wie "Die Knapp-Familie" (1981), "Die Bertinis" (1988), zahlreiche "Tatort"- und "Der Alte"-Episoden oder die engagierte Ärztin Dr. Karla Fasching in "Die indische Ärztin" haben Rosel Zech ebenso bekannt gemacht wie ihre Kinorollen in Fassbinder-Filmen. Mit Fassbinder spielte sie auch in Ulli Lommels Thriller "Die Zärtlichkeit der Wölfe" (1973), Wolfgang Becker verpflichete sie für seinen Kinderfilm "Die Vorstadtkrokodile" (1977), unter der Regie von Fassbinder sah man sie in "Lola" (1981), Wolfgang Kieling war ihr Filmbruder in "Die Geschwister Oppermann" (1981), sie verkörperte die Überflüssige in Alexander Kluges Episodenfilm "Der Angriff der Gegenwart auf die übrige Zeit" (1985), spielte neben Michael Degen in "Die Bombe" (1987) von Helmut Christian Görlitz und sie gehörte zum Cast von Bernhard Sinkels Filmbiographie "Hemingway" (1987).
Mit Dieter Hallervorden stand Rosel Zech in Ulrich Starks Komödie "Bei mir liegen Sie richtig" (1990) vor der Kamera, Sönke Wortmann war der Regisseur der Kriminalkomödie "Mr. Bluesman" (1992), Herbert Achternbusch besetzte sie in "Hades" (1994) und Wolfgang Mühlbauer drehte mit ihr 1994 das Melodram "Das Baby der schwangeren Toten". Gelungen war auch Horst Königsteins Politsatire "Dicke Freunde" (1995) und in Andreas Kleinerts Liebesdrama "Neben der Zeit" (1995) waren Julia Jäger und Sylvester Groth ihre Filmpartner. Ein Jahr später drehte Rosel Zech unter der Regie von Bodo Fürneisen den Psychothriller "Terror im Namen der Liebe" und 1998 war Konrad Sabrautzky der Regisseur des Kriminalfilms "Lea Katz - Die Kriminalpsychologin - Das wilde Kind". Einen ihrer seltenen Kinoauftritte hatte sie im gleichen Jahr in Max Färberböcks "Aimée & Jaguar". Danach sah man sie in Thomas Bergers Tragikomödie "Ein unmöglicher Mann" (2000), in Peter Weissflogs Tragikomödie "Oh, du Fröhliche ..." (2000), in Erwin Keuschs Weihnachtsfilm "Das Schneeparadies" (2001) und Michael Keuschs Liebeskomödie "Zwei Affären und eine Hochzeit" (2002) mit Katja Flint, Axel Milberg und Gedeon Burkhard.
2002 stand sie auch erstmals für die erfolgreiche Serie "Um Himmels Willen", in der Rosel Zech die Oberin Elisabeth Reuter verkörperte, vor der Kamera. Bis 2011 blieb sie der Rolle treu erhalten, dann zwang eine Knochenkrebserkrankung sie zum Aufhören. Am 31. August 2011 verstarb sie an der Folgen der Krankheit in einem Berliner Krankenhaus. Rosel Zech war unverheiratet, hatte keine Kinder, lebte ganz für ihren Beruf und wurde als geradlinige, interessante, belesene Schauspielerin ohne Allüren und Arroganz von Publikum und Kollegen hoch geschätzt
Weitere Filme mit Rosel Zech: "Der Pott" (1971), "Eiszeit" (1975), "Die Hamburger Krankheit", "Verführungen" (beide 1979), "Mosch" (1980), "Die Jahre vergehen" (1981), "Wo geht's denn hier zum Film?" (1981), "Nebel im Fjord" (1987), "Fabrik der Offiziere" (1989), "Bei mir liegen Sie richtig" (1990), "So lang ich leb auf Erden" (1995), "Die letzte Rettung" (1995), "Life, Love & Celluloid" (1998), "Morgen gehört der Himmel dir" (1999), "Väter" (2002), "Anatomie 2", "Kammerflimmern" und "Der Auftrag - Mordfall in der Heimat" (alle 2003), "In Liebe eine Eins" (2005), "Annas Albtraum kurz nach 6", "Späte Aussicht" (beide 2007), "Einsatz in Hamburg - Ein sauberer Mord", "Donna Leon - Blutige Steine", "Um Himmels Willen - Weihnachten in Kaltenthal", "Die Rebellin" (alle 2008), "Schicksalsjahre" (2010).