Você perguntou se é possível: sim, isso é possível se você montar o zip como um sistema de arquivos (ou, claro, se você descompactar o arquivo, o que eu suponho que você não esteja disposto a fazer explicitamente em Some Good Razão).
Veja Fusível-Zip para uma ferramenta que fará isso. Você poderia então fazer algo como:
$ mkdir foo ; fuse-zip foo.zip foo
$ foo/running-my-script-in-foozip.sh
...
$ fusermount -u foo ; rmdir foo
Note que isto irá requerer o fusível , que por sua vez requer um módulo do kernel que você pode ou não ter. Mas você perguntou se era possível, não se fosse conveniente.