Роден е в с. Струин дол, Белоградчишка околия на 23 май 1919 г. Средното си образование получава във Видинската гимназия. От есента на 1939 г. е студент във Ветеринарномедицинския факултет на Софийския университет. След завършване на висшето си образование е приет за асистент в Катедрата по обща патология и патоанатомия в СУ. От 1949 г. преминава на научна работа в Института по експериментална ветеринарна медицина при БАН.
От 1950 г. до 1995 г. последователно е избиран за ст.н.с. II ст. – през 1956 г. защищава кандидатска дисертация; 1967 г. е избран за професор; 1974 г. защищава докторска дисертация по биологични науки; през 1979 г. е избран за член кореспондент, а през 1995 г. - за академик на БАН.
Много ценни за доктор Младенов се оказват специализациите, на които е изпращан: СССР (1955), Германия (1959), САЩ (1965 – 1966 г.). Благодарение на тях, той активно участва в организирането и развитието на Института по експериментална патология и паразитология, като последователно е научен секретар, зам.-директор, а от 1967 г. до 1989 г. е негов директор. Пак с негово участие и ръководство са защитени седем кандидатски и четири докторски дисертации. За тези години, той публикува 106 научни труда, три монографии и десетки научнопопулярни статии. Проучванията на неговия колектив са в областта на патологията и физиологията на кръвта, патология на левкози и тумори, предизвикани от вируси. Изследванията са правени върху студенокръвни, птици, бозайници и върху хора.
В продължение на три десетилетия, акад. Младенов и неговите сътрудници работят върху един от най-важните проблеми на съвременната патобиология – за причините и механизмите на възникване на неоплазиите (рака). Учените, ръководени от него успяват да изолират четири оригинални вирусни щама, с много важни свойства, които причиняват различни форми на левкозни и туморни заболявания в птиците.
Академик Младенов изменя и допълва схемата за квалификация на левкозите и туморите при птиците. С тези постижения той се изявява като един от водещите учени в областта на сравнителната патология в световен мащаб. Бил е зам.-председател на ВАК (Висшата атестационна комисия). Три от неговите изобретения са патентовани.
Академик Захари Младенов два пъти е лауреат на Димитровска награда (1976 и 1980 г.), носител е на ордените „Кирил и Методий“ I и II ст. и на ордена „9 септември 1944 г.“. Умира на 4 април 2000 г. в София. /ПВ/