Светлана Захарова родилась в Луцке (Украина).

В 1989-1995 училась в Киевском хореографическом училище у педагога Валентины Сулегиной; продолжила образование в Вагановской академии в Санкт-Петербурге (класс Елены Евтеевой).

В 1996 году принята в труппу Мариинского театра (педагог Ольга Моисеева), где исполнила главные партии в балетах: «Спящая красавица», «Бахчисарайский фонтан», «Щелкунчик», «Корсар», «Баядерка», «Дон Кихот», «Шехеразада», «Ромео и Джульетта», «Лебединое озеро», «Жизель», «Шопениана»; «Серенада», «Симфония до мажор», «Бриллианты» Дж. Баланчина, «Поэма экстаза» А. Ратманского, «Манон» К. Макмиллана, «Теперь и тогда» Дж. Ноймайера, «Этюды» Х. Ландера и др.

С 2003 года Светлана — солистка Большого театра, на сцене которого танцевала Аспиччию («Дочь фараона» П. Лакотта), Жизель («Жизель» в редакции В. Васильева); Одетту-Одиллию («Лебединое озеро»), Принцессу Аврору («Спящая красавица»), Никию («Баядерка»), Раймонду («Раймонда») — в редакциях Ю. Григоровича; сольную партию в «Симфонии до мажор» (Дж. Баланчина), Китри («Дон Кихот»), Ипполиту/Титанию («Сон в летнюю ночь» в постановке Дж. Ноймайера, первая исполнительница в Большом театре, 2004). Все партии в Большом театре готовит с Людмилой Семенякой.

В 2000 году танцевала Фею Драже в «Щелкунчике» в версии Баланчина в New York City Ballet; в 2001 — «Манон» в Мюнхене, с труппой Bayerisches Staatsballett; в 2002 —«Лебединое озеро» в новой постановке Д. Дина с труппой Английского Национального Балета в Лондоне и «Лебединое озеро» в постановке Р. Нуриева в Opèra Bastille. В 2004 танцевала в Opera de Paris Жизель, ставшую ее третьей работой на этой сцене после Одетты-Одиллии и Никии. 

Светлана Захарова — лауреат Международного конкурса молодых танцовщиков Vaganova-Prix в Санкт-Петербурге (II премия, 1995). Обладательница двух «Золотых масок» — за «Серенаду» (1999) и «Спящую красавицу» (2000).