Hij groeide op in een eenvoudig timmermansgezin in Koprivnice, in het oosten van Bohemen. Hij wilde later onderwijzer worden. Hij werd op zijn 14e leerling in de Bata schoenfabriek in Zlin. Hij nam in 1941 bij toeval deel aan de stratenloop in Zlin en werd tweede. Tegen zijn wil verzeilde hij in de atletiek. Al direct vestigde hij het ene Tsjechische record na het andere. Hij trainde met gevechtsschoenen aan en een verzwaarde rugzak om. Op de Olympische spelen van 1948 in Londen vestigde hij zijn reputatie als langeafstandsloper. Hij won de 10 km en werd tweede op de 5 km. In 1950 bracht hij het wereld-record op 20.052 m. Zijn topjaar was 1952. Na zijn Olympische titels op de 5 km en 10 km waagde hij, zich op de laatste dag van de spelen, aan de marathon en won goud. Bij zijn terugkeer in Praag werd hij tot volksheld verheven en ontving 10.000 kronen premie van het Tsjechische sportministerie (in die tijd 1.500 gulden). In 1954 begon zijn vorm terug te lopen, het succes had zijn krachten gesloopt. In mei werd hij geïnviteerd voor een race in Parijs. Hij won in het Stade Colombe de 5 km in 13.58.2 min. Hij vloog dezelfde avond nog naar Brussel. De volgende dag liep hij daar een invitatie wedstrijd. Ondanks de slechte weersomstandigheden verbeterde hij het wereldrecord met 7.5 sec.

Drie maanden later won op de Europese kampioenschappen in Bern de 10 km. Het werd zijn laatste grote wedstrijd. In 1958 nam hij, op 36-jarige leeftijd, afscheid met een overwinning in de cross country van San Sebastian. Hij bleef nog jaren een voorbeeld voor de 19.9.1922 aankomende atletiekgeneraties in Oost en West. Als coach reisde hij nog enkele jaren door Indonesië, Indie en China voordat hij in Praag de anonimiteit koos.

In 1968 wierp hij zich op voor als propagandist voor het communisme met het menselijke gezicht. De voormalige volksheld werd toen ineens als staatsvijand beschouwd en alle functies werden hem ontnomen. In januari 1969 werd hem zijn rang van luitenanant-kolonel in het Tjechoslowaakse leger ontnomen. In april van dat jaar werd hij geschorst als trainer van de atletiek afdeling van het leger en in augustus ging hij als militair met vervroegd pensioen.In 1970 raakte hij ook het lidmaatschap van het Centrale Comité van de Tsjechische Bond van Lichaamlijke Opvoeding kwijt, de laatste functie die hem was overgebleven. Hij werd arbeider in een geologisch instituut. Maar de Tsjechen bleven hem op handen dragen. In 1972 was hij eregast bij de spelen van Munchen. De politiek herstelde hem in 1990 in ere en in 1996 werd hem gevraagd om het startschot te geven voor de marathon in Praag.

In 1997 woonde hij samen met zijn vrouw Dana Zatopecova in Praag in de oude wijk Troja. Op latere leeftijd is hij , tengevolge van een virusinfectie, nagenoeg invalide geworden.Hij overleed op 78 jarige leeftijd.