Il est ordonné évêque le par le cardinal Joseph Ratzinger, alors préfet de la Congrégation pour la doctrine de la foi.
Devenu pape sous le nom de Benoît XVI, Joseph Ratzinger le rappelle au Vatican en 2009 en le nommant président du Conseil pontifical pour la pastorale des services de la santé le . Mgr Zimowski est élevé à cette date à la dignité d'archevêquead personam. Son arrivée à la tête d'un des organismes de la Curie romaine est assez inattendue même si Zygmunt Zimowski est connu comme étant un des proches du pape auprès duquel il a travaillé pendant dix-neuf ans[2].
Le , lors de la 64e Assemblée générale de l'Organisation mondiale de la santé, il s'est prononcé en faveur de la mise en place d'une « couverture sanitaire universelle »[3]
↑(pl) « POSTANOWIENIE PREZYDENTA RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ », Monitor Polski (journal officiel de la République de Pologne), no 92, , p. 31 (lire en ligne [PDF])