我不知道为什么zorder会有这种行为，很可能是一个bug，或者至少是一个文档记录不好的特性。这可能是因为当你构建一个图（比如网格、轴等）时，已经有了对zorder的自动引用，当你试图为元素指定zorder时，你会以某种方式重叠它们。无论如何，这都是假设。
为了解决你的问题，只需夸大zorder中的差异。例如，将0,1,2改为0,5,10：

import matplotlib.pyplot as plt

lineWidth = 20
plt.figure()
plt.plot([0,0],[-1,1], lw=lineWidth, c='b',zorder=10)
plt.plot([-1,1],[-1,1], lw=lineWidth, c='r',zorder=5)
plt.plot([-1,1],[1,-1], lw=lineWidth, c='g',zorder=0)
plt.show()

结果如下：

对于这个图，我指定了与您的问题相反的顺序。

虽然Tonechas正确地认为默认顺序是基于调用绘图的顺序从后到前，但应该注意的是，使用其他绘图工具（散点图、错误条等）时，默认顺序并不明确。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.errorbar(np.arange(0,10),np.arange(5,6,0.1),color='r',lw='3')
plt.plot(np.arange(0,10),np.arange(0,10),'b', lw=3)

plt.show()

这些层以与对plot函数的相应调用相同的顺序从下到上堆叠。

import matplotlib.pyplot as plt

lineWidth = 30
plt.figure()

plt.subplot(2, 1, 1)                               # upper plot
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=5*lineWidth, c='b')  # bottom blue
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=3*lineWidth, c='r')  # middle red
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=lineWidth, c='g')    # top green

plt.subplot(2, 1, 2)                               # lower plot
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=5*lineWidth, c='g')  # bottom green
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=3*lineWidth, c='r')  # middle red
plt.plot([-1, 1], [-1, 1], lw=lineWidth, c='b')    # top blue

plt.show()

从下图中可以清楚地看出，这些图是按照底部先，顶部最后规则排列的。