Realizó una investigación muy amplia del Códice Tonindeye, llamado en su honor Códice Nuttall y escribió la introducción del primer facsímil de este documento mixteco —que ella creía de origen mexica, lo que se sostendría como verdad hasta que Alfonso Caso y Andrade demostró su origen mixtecano—, publicado en 1902 por el Museo Peabody de la Universidad de Harvard.
También preparó y publicó en 1903 una copia facsimilar del Códice Magliabecchiano, de origen mexica, cuyo manuscrito se encuentra en la Biblioteca de Florencia, en Italia.
Su madre fue Magdalena Parrott, nacida en México e hija de un importante banquero californiano.
En 1865, la familia Nuttall se trasladó a Europa, de modo que Zelia fue educada en diversos países, entre ellos el Reino Unido, Alemania, Italia y Francia.
El matrimonio de Zelia Nuttall y Alphonse Pinart concluyó en 1888 mediante el divorcio.