Joueur des Toreros, l'équipe de baseball de l'Université de San Diego, Zach Walters est un choix de neuvième ronde des Diamondbacks de l'Arizona en 2010[2]. Alors qu'il est joueur en ligues mineures, Walters est échangé aux Nationals de Washington le contre le lanceur droitier Jason Marquis[3].
Walters, un joueur d'arrêt-court dans les rangs mineurs[4], fait ses débuts dans le baseball majeur avec Washington le . Utilisé comme frappeur suppléant dans ce premier match face aux Marlins de Miami, il réussit son premier coup sûr, aux dépens du lanceur José Fernández[5]. Walters dispute 8 matchs des Nationals en 2013, comme arrêt-court ou joueur de troisième but[6]. Il réussit 3 coups sûrs en 8 présences au bâton.
Il joue 32 matchs pour Washington en 2014, mais ne frappe que pour ,205 avec 8 coups sûrs, dont 3 circuits, en 39 présences au bâton.
Le , Washington échange Walters aux Indians de Cleveland contre l'arrêt-court Asdrúbal Cabrera[7].