לאחר שחזר לישראל מתקופה של עונה וחצי בקבוצת לוקרן הבלגית הגיע יואב זיו למכבי תל אביב בקיץ 2010 כחלק ממסע הרכש של הקבוצה לקראת עונת 2010/11. המגן השמאלי שגם הספיק לשחק בתפקידים נוספים בקריירה החל את דרכו במחלקת הנוער של הפועל גבעת אולגה המייצגת את השכונה הקטנה של עיר הולדתו חדרה. לאחר מכן עבר גם במחלקות הנוער של מכבי חדרה ומכבי חיפה שם קיבל גם הזדמנות במדי הקבוצה הבוגרת של המועדון בעונת 2000/01 כאשר היה חלק מהסגל שזכה באליפות המדינה ושותף במשחק אחד. מהצד הירוק של חיפה חצה זיו את הכביש ועבר ללבוש את האדום של הפועל חיפה בעונת 2001/02 שם שיחק שנתיים וחצי.

את החשיפה הגדולה ביותר שהכירה אותו לחובבי הכדורגל בישראל עשה זיו דווקא בקבוצתה הצנועה של הפועל נצרת עילית. זיו היה מהאחראים לעליית נצרת עילית לליגה הראשונה בעונת 2003/04, שיחק עימה בעונה לאחר מכן בליגה הראשונה והיה מבין תגליות העונה. בסך הכול כבש תשעה שערים ב-32 במדי נצרת עילית שקנו לו מקום בקבוצה גדולה עם מעמד של שחקן מוכר.

זיו עבר בקיץ 2005 לבית"ר ירושלים, שיחק בה במשך ארבע עונות והיה גורם משמעותי בזכייה בדאבל של הצהובים-שחורים בעונת 2007/08. ההצלחה של זיו בבירה הביאה לו הזדמנות בקבוצה אירופית עם מעבר ללוקרן הבלגית שם שותף ב-39 משחקים וכבש שלושה שערים.  לאורך השנים יואב זיו קיבל הזדמנויות במדי נבחרת ישראל כאשר הופעת הבכורה שלו הגיעה ב-15.8.06 במשחק ידידות נגד נבחרת סלובניה.

2010/11

הקריירה שלו בצהוב כחול החלה בצורה מצוינת עם שער כבר במשחקו הרשמי הראשון בניצחון 0-2 על מוגרן המונטנגרית במוקדמות האירופה ליג. זיו אמנם הוסיף עוד  שער אחד בלבד במשחק גביע הטוטו נגד בני סכנין אך אל אלו התווספו חמישה בישולים. בנוסף, התרכז במשימותיו כמגן שמאלי וקיבע את מעמדו בהרכב. בסך הכול רשם זיו 45 הופעות בכל המפעלים בעונתו הראשונה.

2011/12

בעונתו השנייה רשם זיו 41 הופעות בכל המפעלים כאשר בין השאר נטל חלק בהשתתפות הקבוצה בשלב הבתים של האירופה ליג לראשונה בתולדות המועדון.

2012/13

גם בעונת 2012/13 זיו היה שותף לרגע משמעותי של הקבוצה שזכתה באליפות ראשונה לאחר עשר שנים. זיו תרם למאמץ הקבוצתי שני שערים וארבעה בישולים ב-33 הופעות בליגה כאשר הוא הוסיף עוד שמונה הופעות בכל המפעלים ושמר על מעמדו כשחקן הרכב לאורך כל העונה.

2013/14

בעונת 2013/14 זיו רשם בכל המפעלים 27 הופעות, שער ובישול שסייעו למכבי להשלים אליפות שנייה ברציפות ולעשות קמפיין מוצלח מאוד באירופה.

2014/15

בעונת 2014/15 זיו היה חלק בלתי ניתן להפרדה מהקבוצה המופלאה שזכתה בשלושת התארים המקומיים. זיו שיחק כ-29 משחקים באותה עונה, כאשר הזכור שבהם הוא גמר הגביע בה ניצחה מכבי 2:6 את הפועל באר שבע כאשר זיו כבש את השער השני בדרך לניצחון הגדול.

2015/16

המגן פתח את עונת 2015/16 בסגל של הקבוצה ושיחק במוקדמות ליגת האלופות אותן צלחה הקבוצה והגיעה עד לשלב הבתים. תחת הקדנציה של סלאבישה יוקאנוביץ' ופיטר בוס, זיו שיחק בעשרה משחקים בעונה ארוכה שבה הצהובים התמודדו עד הסוף על תואר האליפות והגביע, אך בהם לא זכו בסיום.