È il secondo tennista serbo a raggiungere il primo posto del ranking di doppio, rimanendovi per un totale di 50 settimane tra il 2008 e il 2010. Prima di lui è riuscito nell'impresa Slobodan Živojinović nel 1986. Considerato il miglior doppista serbo, ha vinto tre titoli del Grande Slam in doppio e 5 in doppio misto, e una Coppa Davis nel 2010.
È stato capitano della squadra serba di Coppa Davis dal 2003 al 2004 e dal 2017 al 2020.
Zimonjic è anche il tennista con più match alle spalle nella Coppa Davis per la nazionale (49) e anche quello con il maggiore numero di edizioni giocate (20)
Carriera Zimonjić diventa un tennista professionista nel 1995 e non ottiene mai successo nel singolare, salvo il terzo turno a Wimbledon nel 1999. Resta pressoché sconosciuto al grande pubblico fino all'inaspettato successo nel doppio misto agli Australian Open nel 2004 dove, insieme alla russa Elena Bovina, batte in finale i campioni uscenti Martina Navrátilová e Leander Paes per 6-1 7–6(3). L'anno successivo vince, insieme alla slovena Katarina Srebotnik, il doppio misto al Roland Garros e raggiunge la finale di doppio maschile a Wimbledon insieme a Fabrice Santoro.
Nel 2007 non riesce a bissare il successo nel doppio misto al Roland Garros, infatti in finale, sempre al fianco della Srebotnik, viene battuto dalla coppia franco-indiana Dechy/Ram. Dopo il torneo di Wimbledon si scioglie la coppia con Santoro e agli US Open gioca insieme all'indiano Mahesh Bhupathi, ma sul finire dell'anno anche questa coppia si scioglie e il canadese Daniel Nestor, vincitore del doppio al Roland Garros dello stesso anno, diventa il nuovo compagno di doppio. Il nuovo duo parte subito bene, aggiudicandosi il torneo di San Pietroburgo senza perdere un set e raggiungendo la finale del Tennis Masters Cup dove viene sconfitto dai fratelli Bryan.
Nel 2008, sempre con Nestor, raggiunge i quarti agli Australian Open, la finale al Roland Garros, conquista il primo torneo dello slam a Wimbledon, titolo bissato nel 2009, e la prima Tennis Masters Cup. Si aggiudica inoltre i Masters Series di Amburgo e Toronto, e raggiunge la finale ad Indian Wells e Roma. Nel 2010 si impone al Roland Garros sia nel doppio maschile con Nestor sia nel doppio misto in coppia con la slovena Katarina Srebotnik.
Sempre nel 2010 si impone nella Coppa Davis con la Serbia conquistando il punto decisivo nel doppio per riportare la Serbia sul 1-2 a Belgrado contro la Francia.
Nel 2014 ottiene i suoi ultimi grandi risultati vincendo quattro tornei tra cui i Masters di Madrid e Roma.
Nel 2017, dopo un digiuno di tre anni, a quasi quarantuno anni conquista il torneo di Sofia insieme al connazionale Viktor Troicki.
Nel 2018 si opera alle anche e a quel momento segue un crollo in classifica che lo costringerà a giocare solo tornei Challenger. Nel 2020 vince con la Serbia la prima edizione dell'ATP Cup. A partire da quell'anno riduce notevolmente gli impegni professistici disputando appena sei match tra il 2020 e il 2021 senza vincerne nessuno. Nel corso del 2021 esce dalla top 1000 mondiale.
Nel 2023 annuncia il ritorno nel circuito dopo oltre due anni di stop, durante i quali ha vinto il doppio misto leggende al Torneo di Wimbledon 2022 insieme a Marion Bartoli. Tra fine maggio e inizio giugno partecipa a due tornei Challenger in Germania insieme a Ramkumar Ramanathan venendo sconfitto al primo turno in ambedue le occasioni.
A luglio si conferma campione nel doppio leggende di Wimbledon, questa volta insieme a Rennae Stubbs.
Ad aprile 2024 diventa il nuovo allenatore di Novak Djokovic dopo l’addio del suo precedente coach Goran Ivanišević.
Statistiche Doppio Vittorie (54) Legenda Grande Slam (3) Tennis Masters Cup / ATP World Tour Finals (2) Masters Series / ATP World Tour Master 1000 (15) ATP International Series Gold / ATP World Tour 500 Series (17) ATP International Series / ATP World Tour 250 Series (17)Legenda superficiCemento (31)Terra (16)Erba (4)Sintetico (3)
N.DataTorneoSuperficieCompagnoAvversari in finalePunteggio 1. 9 maggio 1999 Delray Beach International Tennis Championships, Delray Beach (1) Terra verde Maks Mirny Doug Flach Brian MacPhie 7–6(3), 3–6, 6–3 2. 5 marzo 2000 Delray Beach International Tennis Championships, Delray Beach (2) Cemento Brian MacPhie Joshua Eagle Andrew Florent 7–5, 6–4 3. 15 ottobre 2000 Vienna Open, Vienna (1) Cemento (i) Yevgeny Kafelnikov Jiří Novák David Rikl 6–4, 6–4 4. 14 ottobre 2001 Grand Prix de Tennis de Lyon, Lione Sintetico (i) Daniel Nestor Arnaud Clément Sébastien Grosjean 6–1, 6–2 5. 24 febbraio 2002 U.S. Indoor Championships, Memphis Cemento (i) Brian MacPhie Bob Bryan Mike Bryan 6–3, 3–6, 6–4 6. 9 marzo 2003 Delray Beach International Tennis Championships, Delray Beach (3) Cemento Leander Paes Raemon Sluiter Martin Verkerk 7–5, 3–6, 7–5 7. 26 ottobre 2003 St. Petersburg Open, San Pietroburgo (1) Cemento (i) Julian Knowle Michael Kohlmann Rainer Schüttler 7–6(1), 6–3 8. 25 aprile 2004 Monte Carlo Masters, Monte Carlo (1) Terra rossa Tim Henman Gastón Etlis Martín Rodríguez 7–5, 6–2 9. 17 aprile 2005 Monte Carlo Masters, Monte Carlo (2) Terra rossa Leander Paes Bob Bryan Mike Bryan W/O 10. 24 aprile 2005 Barcelona Open, Barcellona (1) Terra rossa Leander Paes Feliciano López Rafael Nadal 6–3, 6–3 11. 15 gennaio 2006 Sydney International, Sydney (1) Cemento Fabrice Santoro František Čermák Leoš Friedl 6–1, 6–4 12. 18 giugno 2006 Halle Open, Halle Erba Fabrice Santoro Michael Kohlmann Rainer Schüttler 6–0, 6–4 13. 15 ottobre 2006 Kremlin Cup, Mosca Sintetico (i) Fabrice Santoro František Čermák Jaroslav Levinský 6–1, 7–5 14. 5 gennaio 2007 Qatar Open ATP, Doha Cemento Michail Južnyj Martin Damm Leander Paes 6–1, 7–6(3) 15. 26 febbraio 2007 Dubai Tennis Championships, Dubai (1) Cemento Fabrice Santoro Mahesh Bhupathi Radek Štěpánek 7–5, 6(3)–7, [10–7] 16. 7 maggio 2007 Internazionali d'Italia, Roma (1) Terra rossa Fabrice Santoro Bob Bryan Mike Bryan 6–4, 6–7, [10–7] 17. 25 agosto 2007 Connecticut Open, New Haven Cemento Mahesh Bhupathi Mariusz Fyrstenberg Marcin Matkowski 6–3, 6–3 18. 28 ottobre 2007 St. Petersburg Open, San Pietroburgo (2) Sintetico Daniel Nestor Jürgen Melzer Todd Perry 6–1, 7–6(3) 19. 18 maggio 2008 Hamburg Masters, Amburgo Terra rossa Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 6–4, 5–7, [10–8] 20. 15 giugno 2008 Queen's Club Championships, Londra Erba Daniel Nestor Marcelo Melo André Sá 6–4, 7–6(3) 21. 5 luglio 2008 Torneo di Wimbledon, Londra (1) Erba Daniel Nestor Jonas Björkman Kevin Ullyett 7–6(12), 6(3)–7, 6–3, 6–3 22. 27 luglio 2008 Canada Masters, Toronto (1) Cemento Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 6–2, 4–6, [10–6] 23. 16 novembre 2008 Tennis Masters Cup, Shanghai (1) Cemento Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 7–6(3), 6–2 24. 15 febbraio 2009 Rotterdam Open, Rotterdam (1) Cemento (i) Daniel Nestor Lukáš Dlouhý Leander Paes 6–2, 7–5 25. 19 aprile 2009 Monte Carlo Masters, Monte Carlo (3) Terra rossa Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 6–4, 6–1 26. 26 aprile 2009 Barcelona Open, Barcellona (2) Terra rossa Daniel Nestor Mahesh Bhupathi Mark Knowles 6–3, 7–6(9) 27. 3 maggio 2009 Internazionali d'Italia, Roma (2) Terra rossa Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 7–6, 6–3 28. 17 maggio 2009 Madrid Open, Madrid (1) Terra rossa Daniel Nestor Simon Aspelin Wesley Moodie 6–4, 6–4 29. 4 luglio 2009 Torneo di Wimbledon, Londra (2) Erba Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 7–6(7), 6(3)–7, 7–6(3), 6–3 30. 23 agosto 2009 Cincinnati Open, Cincinnati Cemento Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 3–6, 7–6(2), [15–13] 31. 2 novembre 2009 Swiss Indoors, Basilea (1) Cemento (i) Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 6–2, 6–3 32. 8 novembre 2009 Paris Masters, Parigi Cemento (i) Daniel Nestor Marcel Granollers Tommy Robredo 6–3, 6–4 33. 16 gennaio 2010 Sydney International, Sydney (2) Cemento Daniel Nestor Ross Hutchins Jordan Kerr 6–3, 7–6(5) 34. 14 febbraio 2010 Rotterdam Open, Rotterdam (2) Cemento (i) Daniel Nestor Simon Aspelin Paul Hanley 6–4, 4–6, [10–7] 35. 18 aprile 2010 Monte Carlo Masters, Monte Carlo (4) Terra rossa Daniel Nestor Mahesh Bhupathi Maks Mirny 6–3, 2–0, RET. 36. 25 aprile 2010 Barcelona Open, Barcellona (3) Terra rossa Daniel Nestor Lleyton Hewitt Mark Knowles 4–6, 6–3, [10–6] 37. 5 giugno 2010 Open di Francia, Parigi Terra rossa Daniel Nestor Lukáš Dlouhý Leander Paes 7–5, 6–2 38. 31 ottobre 2010 Vienna Open, Vienna (2) Cemento (i) Daniel Nestor Mariusz Fyrstenberg Marcin Matkowski 7–5, 3–6, [10–5] 39. 28 novembre 2010 ATP World Tour Finals, Londra (2) Cemento (i) Daniel Nestor Mahesh Bhupathi Maks Mirny 7–6(6), 6–4 40. 7 agosto 2011 Washington Open, Washington (1) Cemento Michaël Llodra Robert Lindstedt Horia Tecău 6(3)–7, 7–6(6), [10–7] 41. 14 agosto 2011 Canadian Open, Montréal (2) Cemento Michaël Llodra Bob Bryan Mike Bryan 6–4, 6(5)–7, [10–5] 42. 9 ottobre 2011 China Open, Pechino Cemento Michaël Llodra Robert Lindstedt Horia Tecău 7–6(2), 7–6(4) 43. 6 novembre 2011 Swiss Indoors, Basilea (2) Cemento (i) Michaël Llodra Maks Mirny Daniel Nestor 6–4, 7–5 44. 19 febbraio 2012 Rotterdam Open, Rotterdam (3) Cemento (i) Michaël Llodra Robert Lindstedt Horia Tecău 4–6, 7–5, [16–14] 45. 23 settembre 2012 St. Petersburg Open, San Pietroburgo (3) Cemento (i) Rajeev Ram Lukáš Lacko Igor Zelenay 6–2, 4–6, [10–6] 46. 28 ottobre 2012 Swiss Indoors, Basilea (3) Cemento (i) Daniel Nestor Treat Conrad Huey Dominic Inglot 7–5, 6(4)–7, [10–5] 47. 17 febbraio 2013 Rotterdam Open, Rotterdam (4) Cemento (i) Robert Lindstedt Thiemo de Bakker Jesse Huta Galung 5–7, 6–3, [10–8] 48. 21 aprile 2013 Monte Carlo Masters, Monte Carlo (5) Terra rossa Julien Benneteau Bob Bryan Mike Bryan 4–6, 7–6(4), [14–12] 49. 4 agosto 2013 Washington Open, Washington (2) Cemento Julien Benneteau Mardy Fish Radek Štěpánek 7–6(5), 7–5 50. 11 gennaio 2014 Sydney International, Sydney (3) Cemento Daniel Nestor Rohan Bopanna Aisam-ul-Haq Qureshi 7–6(3), 7–6(3) 51. 11 maggio 2014 Madrid Open, Madrid (2) Terra rossa Daniel Nestor Bob Bryan Mike Bryan 6–4, 6–2 52. 18 maggio 2014 Internazionali d'Italia, Roma (3) Terra rossa Daniel Nestor Robin Haase Feliciano López 6–4, 7–6(2) 53. 26 ottobre 2014 Swiss Indoors, Basilea (4) Cemento (i) Vasek Pospisil Marin Draganja Henri Kontinen 7–6(13), 1–6, [10–5] 54. 12 febbraio 2017 Sofia Open, Sofia Cemento (i) Viktor Troicki Michail Elgin Andrej Kuznecov 6-4, 6-4
Finali perse (37) Legenda Grande Slam (4) Tennis Masters Cup / ATP World Tour Finals (1) Masters Series / ATP World Tour Master 1000 (13) ATP International Series Gold / ATP World Tour 500 Series (8) ATP International Series / ATP World Tour 250 Series (11)Legenda superficiCemento (19)Terra (12)Erba (4)Sintetico (2)