Abp Z. Zimowski członkiem Kongregacji ds. Biskupów
Od 1983 rozpoczął pracę w Kongregacji Nauki Wiary Stolicy Apostolskiej. W 1988 został mianowany kapelanem Jana Pawła II, a w 1999 prałatem honorowym. Pełnił także funkcję postulatora w Kongregacji ds. Kanonizacyjnych, prowadząc trzy procesy beatyfikacyjne: Karoliny Kózki, Romana Sitki i Marii Julitty Ritz.
W 2002 Jan Paweł II mianował go biskupem diecezjalnym radomskim. Święceń biskupich 25 udzielił mu prefekt Kongregacji Nauki Wiary Joseph Ratzinger. W EpiskopaciePolski był przewodniczącym Komisji Nauki Wiary, członkiem Komisji Ekumenicznej i Polskiego Towarzystwa Mariologicznego, członkiem Zespołu ds. Duszpasterskiej Troski o Radio Maryja. W latach 2008–2009 był delegatem Konferencji Episkopatu Polski ds. Duszpasterstwa Emigracji, do 2009 biskupem emigrantów.
W 2009 został mianowany przez Benedykta XVI przewodniczącym Papieskiej Rady ds. Duszpasterstwa Służby Zdrowia. Równocześnie został wyniesiony do godności arcybiskupiej. Obecnie 2012 został członkiem Kongregacji ds. Biskupów.
Abp Z. Zimowski jest autorem 120 publikacji, 35 listów pasterskich i redaktorem kilku pozycji książkowych, kilkadziesięciu artykułów dla „L'Osservatore Romano", „Niedzieli" i „Rycerza Niepokalanej dla Polonii". Angażował się w przygotowanie Katechizmu Kościoła Katolickiego, szczególnie w wydanie w języku polskim. Współpracował także z Radiem Watykańskim, gdzie wygłaszał homilie, prelekcje, rekolekcje i komentarze do dokumentów watykańskich.
Został odznaczony przez prezydenta RP L. Kaczyńskiego Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski za zaangażowanie na rzecz ratowania żydowskich zabytków cmentarnych. Otrzymał doktorat honoris causa Chrześcijańskiej Akademii Teologicznej w Warszawie. Przyznano mu także tytuł Honorowego Obywatela Miasta Radomia.