Erste Erfahrungen bei internationalen Meisterschaften sammelte Zheng Zhihui im Jahr 2010, als sie bei den Asienspielen in Guangzhou in 3:30,89 min gemeinsam mit Tang Xiaoyin, Chen Lin und Chen Jingwen die Bronzemedaille mit der chinesischen 4-mal-400-Meter-Staffel hinter den Teams aus Indien und Kasachstan gewann. Im Jahr darauf erreichte sie bei der Sommer-Universiade in Shenzhen das Halbfinale im 400-Meter-Lauf und schied dort mit 53,72 s aus und sicherte sich im Staffelbewerb in 3:34,09 min gemeinsam mit Ruan Zhuofen, Yang Qi und Chen Jingwen die Bronzemedaille hinter Russland und dem Vereinigten Königreich. Anschließend startete sie mit der Staffel bei den Weltmeisterschaften in Daegu, verpasste dort aber mit 3:32,39 min den Finaleinzug. Im September 2013 bestritt sie bei den Nationalen Spielen in Shenyang ihren letzten offiziellen Wettkampf und beendete daraufhin ihre aktive sportliche Karriere im Alter von 22 Jahren.
Anmerkung: Bei diesem Artikel wird der Familienname vor den Vornamen der Person gesetzt. Das ist die übliche Reihenfolge im Chinesischen. Zheng ist hier somit der Familienname, Zhihui ist der Vorname.