Urodziła się 6 maja 1938 r. we Lwowie. Jej mama, Anna, była nauczycielką, ojciec, Jan, leśnikiem. Zanim znalazła się w Krakowie i rozpoczęła edukację artystyczną w Liceum Sztuk Plastycznych (1952–1956), mieszkała w Tomaszowie Lubelskim, Mielcu i Radomiu. Od 1956 r. studiowała w krakowskiej Akademii Sztuk Pięknych: malarstwo w pracowni prof. Adama Marczyńskiego, a litografię w pracowni prof. Konrada Srzednickiego. W 1962 r. otrzymała dyplom na Wydziale Malarstwa. O swojej pasji pisała: „Rysowanie towarzyszyło mi stale. W dzieciństwie, odkąd pamiętam, pisałam listy obrazkowe do Ojca, a Matka adresowała je do Sachsenhausen”.
W 1968 r. jako stypendystka rządu włoskiego miała możliwość poznawania malarstwa włoskiego, wtedy zapewne pokochała obrazy Giotta. Trzykrotnie otrzymała roczne stypendia Ministerstwa Kultury i Sztuki.
Swoje obrazy pokazała na wystawie zbiorowej „Artyści miejscowi” zorganizowanej podczas Dni Kultury Chrześcijańskiej Zachodniego Mazowsza (marzec 1986). Uczestniczyła w aukcjach sztuki organizowanych w Galerii, ofiarowując dochód m.in. na budowę pomnika katyńskiego przy podkowiańskim kościele, po pamiętnej pielgrzymce podkowian do Katynia i Wilna w 1989 r.
Z księdzem Leonem Kantorskim była zaprzyjaźniona. Przyczyniła się do reaktywowania Towarzystwa Przyjaciół Miasta Ogrodu Podkowa Leśna (1988) i przez lata była aktywnym członkiem jego Zarządu.
W 1993 r. założyła kwartalnik literacko-artystyczny „Podkowiański Magazyn Kulturalny”, którym kierowała do 2015 r., zapraszając do współpracy artystów, poetów i pisarzy, znawców teatru i muzyki oraz mieszkańców Podkowy. Jej zasługą był niezwykle wysoki poziom edytorski pisma, dbała zawsze o układ graficzny, dobór ilustracji i ciekawe reprodukcje dzieł artystów. Bliskie jej sercu były tematy związane z podkowiańską małą ojczyzną, a drukowane w czasopiśmie teksty stały się podstawą do wydawania książek o Podkowie Leśnej (m.in. w serii Biblioteka Podkowiańska TPMOPL).
Magazyn patronował także wielu działaniom intelektualnym i artystycznym, chociażby: panelowi dyskusyjnemu o kiczu w przestrzeni publicznej, sesji poświęconej kulturze i sztuce litewskiej, otwartej w MOK „Kole Podkowy” (obecnie Centrum Kultury i Inicjatyw Obywatelskich) wystawie jednego obrazu Henryka Wańka czy wieczorowi poezji Marka Czuku w Bibliotece Miejskiej. W 2012 r., w ramach Festiwalu Otwarte Ogrody, przy ulicy Helenowskiej, gdzie mieszkała, artystka gościła liczne grono podkowian oraz czytelników i sympatyków czasopisma na spotkaniu z autorami „Magazynu” oraz z muzyką i malarstwem.
Mieszkała z mężem Przemysławem, fizykiem, i synem Marcinem oraz mamą i z kolejnymi psami w domu pełnym książek – była namiętną czytelniczką prozy i poezji. Interesowała się teatrem, zachwycała muzyką Oliviera Messiaena. Kochała swój ogród z pięknym świerkiem i starą jabłonką. „W lipcu 2006 odwiedziłam Zofię w jej podkowiańskim «siedlisku», w pracowni (przypominającej pomieszczenie alchemika), obejrzałam dawne i nowe prace […]. Sztuka, którą teraz tworzy, jest w znacznym stopniu związana z genius loci Podkowy Leśnej i z otoczeniem jej domu, gdzie może przyglądać się temu, co żyje w ogrodzie, na ścieżce czy za płotem: drzewom, włóknom drewna, korze, liściom i światłu, jakie przesącza się przez ruchliwe gałęzie brzóz” – napisała Aleksandra Melbechowska-Luty w katalogu do wystawy jej rysunków.
Zofia Broniek uprawiała malarstwo, rysunek i grafikę. Miała ponad trzydzieści wystaw indywidualnych w Polsce i za granicą, brała udział w ponad stu wystawach zbiorowych, a także prezentacjach sztuki polskiej w różnych krajach świata. Jej prace znajdują się w zbiorach Muzeum Narodowego oraz Zachęty w Warszawie, w Krakowie, Poznaniu, Bibliotece Kongresu w Waszyngtonie i wielu innych galeriach i muzeach.
O technikach, które stosowała w swojej twórczości, zanotowała: „papier, ołówek i piórko, podręczne zwykłe środki i sposoby uproszczenia warsztatu, budziły nadzieję uchwycenia czegoś, co być może umyka na skutek zbyt skomplikowanych technik. Pomiędzy bielą papieru a czernią tuszu lub ołówka istnieje nieskończoność możliwości”. A w katalogu towarzyszącym jednej z wystaw napisała: „Zachwyca mnie piękno ulotnych zjawisk, ich nieskończona zmienność, gra światła i cienia na powierzchni przedmiotu. Chciałabym móc ją uchwycić, zbliżyć się poprzez rysunek do wyczuwalnej przecież granicy, gdzie niemożliwe się urzeczywistnia. Ta jednak wciąż się przesuwa i pozostają tylko próby”.
Miała wielu uczniów, z którymi utrzymywała bliskie i serdeczne kontakty. W roku 2014 w CKiIO zorganizowana została wystawa „Relacje”, na której sześcioro jej uczniów prezentowało razem z nią swoje prace. „W domu Pani Zosi pełnym starych mebli, książek i sztuki panował magiczny nastrój. Pani Zosia udostępniła nam do pracy swoje atelier – przestrzeń najdroższą każdemu artyście. Przyjmowała nas zawsze z wielką serdecznością. Do «bólu» piłowała z nami rysunek. Nigdy nie ingerowała w proces malarski, ale w razie problemów służyła cenną uwagą. Pani Zosia przypomniała mi, że malowanie wymaga nieustannej czujności oka i ręki” – pisała w katalogu wystawy Marta Kubińska.
Za wieloletnią i różnorodną pracę dla społeczności podkowiańskiej otrzymała w 2002 r. honorową odznakę „Zasłużony dla Miasta Ogrodu Podkowa Leśna”, a w 2014 r. honorowe wyróżnienie „Mecenas Kultury” przyznane przez Radę Powiatu Grodziskiego. W maju 2016 r. Minister Kultury i Dziedzictwa Narodowego wyróżnił Zofię Broniek odznaczeniem honorowym „Zasłużony dla Kultury Polskiej”; uroczystość zbiegła się z 23 rocznicą wydania pierwszego numeru „Podkowiańskiego Magazynu Kulturalnego” pod jej redakcją.
Zmarła 23 marca 2018 r. i jest pochowana na miejscowym cmentarzu.