فنزل الوحي بقوله تعالى: ﴿وَإِذْ تَقُولُ لِلَّذِي أَنْعَمَ اللَّهُ عَلَيْهِ وَأَنْعَمْتَ عَلَيْهِ أَمْسِكْ عَلَيْكَ زَوْجَكَ وَاتَّقِ اللَّهَ وَتُخْفِي فِي نَفْسِكَ مَا اللَّهُ مُبْدِيهِ وَتَخْشَى النَّاسَ وَاللَّهُ أَحَقُّ أَنْ تَخْشَاهُ فَلَمَّا قَضَى زَيْدٌ مِنْهَا وَطَرًا زَوَّجْنَاكَهَا لِكَيْ لَا يَكُونَ عَلَى الْمُؤْمِنِينَ حَرَجٌ فِي أَزْوَاجِ أَدْعِيَائِهِمْ إِذَا قَضَوْا مِنْهُنَّ وَطَرًا وَكَانَ أَمْرُ اللَّهِ مَفْعُولًا ٣٧﴾ [الأحزاب:37]، فجاء رسول الله حتى دخل عليها بغير إذن. وكانت تلك الآية تشريعًا يسمح بزواج الرجل من طليقة متبناه.
ورُوي عن ابن عبّاس أنَّ زينبَ لما أُخبِرَت بتزويج رسول الله لها سجدت. كما ذكر البلاذري عن عمرو الناقد أنَّ زينب لما بُشِّرَت بتزويج الله نبيه إياها، ونزول الآية في ذلك، جعلت على نفسها صوم شهرين شكرًا لله، وأعطت من بشَّرها حليًا كان عليها. كما ذكر الماوردي عن الضحاك: «فتزوجها رسول الله صلى الله عليه وسلم، وكان يومئذٍ في عُسرةٍ، فأصدقها قربةً وعباءةً ورحى اليد ووسادةً حشوها ليف، وكانت الوليمة تمرًا وسَويقًا».
وكان زواجها من رسول الله لِهِلال ذي القعدة سنة 5 هـ، وهي يومئذٍ بنت خمس وثلاثين سنة. وروى ابن سعد أن عائشة سُئلت: «متى تزوّج رسول الله صلى الله عليه وسلم زينب بنت جحش؟»، قالت: «مرجعنا من غزوة المريْسِيع أو بعده بيسير». وقيل إن النبي تزوجها سنة 3 هـ، ويقال تزوجها سنة 4 هـ، وقال ابن إسحاق: تزوجها رسول الله بعد أم سلمة. قال ابن كثير الدمشقي في «البداية والنهاية»: «قَالَ قَتَادَةُ وَالْوَاقِدِيُّ وَبَعْضُ أَهْلِ الْمَدِينَةِ تَزَوَّجَهَا عليه السلام سَنَةَ خَمْسٍ زَادَ بَعْضُهُمْ فِي ذِي الْقَعْدَةِ. وقَالَ الْحَافِظُ الْبَيْهَقِيُّ تَزَوَّجَهَا بَعْدَ غزوةِ بَنِي قُرَيْظَةَ. وَقَالَ خَلِيفَةُ بْنُ خِيَاطٍ وَأَبُو عُبَيْدَةَ مَعْمَرُ بْنُ الْمُثَنَّى وَابْنُ مَنْدَهْ تَزَوَّجَهَا سَنَةَ ثَلَاثٍ وَالْأَوَّلُ أَشْهَرُ».