Saját bevallása szerint nagyapja, Gundel Károly éttermében, „éppen Krúdy Gyula bácsi asztala fölött” született. Édesanyja Gundel Katalin, édesapja Latinovits Oszkár földbirtokos, aki azonban nem sokkal gyermeke születése után elhagyta a családot.

Anyja 1941-ben férjhez ment Frenreisz István orvoshoz, akitől még két gyermeke született: István (Bujtor István, 2009-ben elhunyt) és Károly (Frenreisz Károly, rockzenész).

Egy gimnáziumi előadásban játszott mellékszerepe után a jelenlévő Bajor Gizi megszólította: "Maga menjen színésznek!". 1956-ban ennek ellenére építészmérnöki diplomát szerez, de az egyetemi évek alatt is színkörökben játszik, végül 1956-ban szerződtetik Debrecenbe segédszínésznek. Debrecen mellett a Miskolci Színháznak, a Vígszínháznak, a Veszprémi Színháznak és a Thália Színháznak volt társulati tagja.

1959-től egészen haláláig filmezett. Először Krisztyán Tódorként az 1962-es Az aranyember-feldolgozásban, majd a Pacsirta, a Szegénylegények, az Alfa Rómeó és Júlia, a Szindbád, A Pendragon-legenda, Az ötödik pecsét szerepeiben. Az Utazás a koponyám körül filmadaptációjáért a San Sebastián Nemzetközi Filmfesztivál legjobb férfiszínésznek járó díját vihette haza.

Színházi munkáinak sorából kiemelkedik a Rómeó és Júlia címszerepe (Júlia Ruttkai Éva volt), a Játék a kastélyban (Ádám), a Mario és a varázsló (Cipolla), a Tóték (Őrnagy), Az ügynök halála (Willy Loman). Jelentős kései alakítása fűződik a Ványa bácsi c. Csehov-darabhoz, amelynek címszerepét játszotta. Színészként a magyar előadó-művészet talán legnagyobb alakjává vált. Ady Endre, József Attila, Illyés Gyula, Kosztolányi Dezső és más költők verseinek ihletett előadójaként is maradandót alkotott.

Magáról azt vallotta: „Igazságomból nem engedtem soha, káros szenvedélyem a dohányzás, meg az, hogy tehetségtelen, ezért rosszakaratú emberekkel összeférhetetlen vagyok. ”

Latinovits Zoltán Balatonszemesen hunyt el 1976. június 4-én, késő délutáni sétája alkalmával a megérkező személyvonat kerekei halálra gázolták. Máig tisztázatlanok a halála körülményei, a hivatalos indoklás szerint baleset okozta, a Kossuth Rádióban megszólaltatott masiniszta, akinek vonata elgázolta, viszont azt mondta „Föltartott kezekkel, szemben velem lépett a mozdony elé, jóval féktávolságon belül...”.

Balatonszemesi sírján ez olvasható: „Vándor, ki erre jársz, Sírj vagy nevess, Zokogó víz Balatonszemes Fái görcsben a tóra hajolnak, Hatalmas nagy fia holtán Ki voltál Latinovits Zoltán. Pünkösdi lángnyelv júniusi szélben Lecsap a habokra, parányi vakokra Boldog vagonokra. Napfogyatkozás egy júniusi éjben.”