Di origine russa, è fratello minore del magistrato Vladimiro Zagrebelsky. Socio Costituzionalista dell’Associazione Italiana dei Costituzionalisti, già professore ordinario di Diritto Costituzionalepresso l’Università di Torino e presso l’Università degli Studi di Sassari, è stato nominato giudice costituzionale dal presidente della Repubblica Oscar Luigi Scalfaro il 9 settembre 1995, prestando giuramento il 13 settembre 1995. Il 28 gennaio 2004 è stato eletto presidente della Corte costituzionale, carica che ha ricoperto fino allo scadere del suo mandato il 13 settembre 2004.

Professore emerito della Facoltà di Giurisprudenza dell’Università degli Studi di Torino dal 2009, Zagrebelsky è attualmente docente di Diritto costituzionale e Teoria generale del diritto pubblico presso il Dipartimento di Giurisprudenza di Torino e docente a contratto presso l’Università degli Studi Suor Orsola Benincasa di Napoli. Inoltre, è docente di Elementi di diritto presso l’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano.

Collabora con alcuni dei più importanti quotidiani italiani (La Repubblica, La Stampa) ed è socio corrispondente dell’Accademia nazionale dei Lincei. Nel suo pensiero giuridico è rintracciabile una visione dualistica del diritto, diviso in lex e ius, concetti riconducibili ai lati formale e sostanziale del diritto. Zagrebelsky afferma l’importanza della duplicità degli aspetti del diritto, evidenziando il pericolo derivante dall’acriticità di un diritto solo formale o solo sostanziale. Una visione dualistica che nello Stato attuale a suo avviso si è persa, a favore di un nichilismo giuridico.

È autore di una pluriennale opera di analisi e di riproposizione di alcuni autori classici del pensiero giuridico novecentesco, come Piero Calamandrei, Costantino Mortati e Rudolf Smend.

Negli ultimi anni è ripetutamente intervenuto nel dibattito pubblico italiano, avversando le posizioni politiche e culturali dei cosiddetti atei devoti e in particolare sulla laicità dello Stato e lo spirito concordatario: molti di questi saggi sono raccolti nel volume Contro l’etica della verità, pubblicato dall’editore Laterza.

Negli anni 2015-2016 si è battuto in prima linea contro la riforma costituzionale fortemente voluta dal Governo Renzi. Ha contribuito alla fondazione del Coordinamento per la democrazia costituzionale e del Comitato per il No nel referendum sulle modifiche alla Costituzione di cui è Presidente Onorario. In vista del referendum confermativo del 4 dicembre 2016 ha rappresentato la posizione del “No” in numerosi dibattiti pubblici e televisivi, compreso un confronto con il premier Matteo Renzi andato in onda sulla rete LA7 il 30 settembre 2016.

È presidente onorario dell’associazione Libertà e Giustizia e presidente della Biennale Democrazia.

Ha curato la riedizione di Lettere di condannati a morte della Resistenza italiana (8 settembre 1943 – 25 aprile 1945), pubblicata presso Einaudi nel 2002 con una sua nota introduttiva.