En su adolescencia asistió al Harand Camp of the Theater Arts, ubicado en Elkhart Lake, Wisconsin, lo que despertó su interés por la actuación.

Después estudió un año en Suiza, en The American School In Switzerland (TASIS).

Billy Zane se casó con la actriz Lisa Collins en 1989, divorciándose de ella en 1995.

En 2006, Zane se comprometió con la actriz y modelo británica Kelly Brook a quien conoció en el plató de Survival Island, pero finalmente no contrajeron matrimonio.

[2]​ Entre sus aficiones están la equitación, la pintura, la natación, la fotografía, escuchar discos, caminar por la naturaleza, montar en bicicleta y coleccionar coches.