Zimonjić war seit 1995 Profispieler. Am 17. November 2008 stand er im Doppel erstmals an der Spitze der ATP-Weltrangliste, sein bester Rang im Einzel war Platz 176 (29. März 1999).
Beim ATP-Turnier von St. Pölten, einem Vorbereitungsturnier für die French Open, sorgte er im Mai 2004 für Furore, als er über die Qualifikation ins Hauptfeld des Turniers gelangte und in der ersten Runde als Nummer 339 der Weltrangliste die Nummer sechs der Welt, Andre Agassi, mit 6:2, 7:66 besiegte. Die Fachwelt rechnete in diesem Match mit Agassis 800. Einzelsieg, der allerdings zuvor wegen einer Verletzungspause knapp zwei Monate hatte pausieren müssen. Eine weitere Überraschung gelang Zimonjić im Juni 2005 beim Rasenturnier in Halle. In der ersten Runde bezwang er als Qualifikant Nicolas Kiefer mit 6:71, 6:3, 6:4.
Seine Stärke aber lag im Doppel, wo er seine größten Erfolge feierte. Insgesamt 54 Turniere gewann er, in weiteren 37 Turnieren stand er im Finale. Den ersten Titel gewann er 1999 in Delray Beach zusammen mit Maks Mirny. In den folgenden Jahren spielte er mit verschiedenen Partnern und arbeitete sich in der Doppel-Weltrangliste kontinuierlich nach vorne.
Von Oktober 2003 bis 2004 war Julian Knowle sein ständiger Partner. Während der Saison 2005 spielte Zimonjić dann an der Seite von Leander Paes und von Beginn des Jahres 2006 bis Juni 2007 bildete er mit Fabrice Santoro ein Team. Nach der Trennung von Santoro tat sich Zimonjić mit Daniel Nestor, dem weitere Erfolge an der Seite von Mark Knowles versagt geblieben waren, zusammen. Er habe mehrere Jahre gewartet, so Zimonjić, bis ein Weltklasse-Doppelspieler verfügbar würde. Ironie der Geschichte: Als der Kanadier und der Serbe ihre Zusammenarbeit für die Zeit nach dem Wimbledon-Turnier 2007 beschlossen hatten, gewannen Knowles/Nestor überraschend die French Open.
An der Seite von Novak Đoković besiegte Zimonjić in Belgrad vor 20.000 Zuschauern in der ausverkauften Beogradska Arena die australische Paarung Paul Hanley und Lleyton Hewitt im Davis Cup 2008. Sie sicherten dem Team damit den Aufstieg in die Weltgruppe. Mehr Zuschauer bei einer Davis-Cup-Partie hatte es bis dahin nur bei einem Endspiel gegeben.
2008 war Zimonjićs erfolgreichste Saison, in der er mit Nestor fünf Turniere gewann. Neben zwei Siegen bei Masters-Turnieren am Hamburger Rothenbaum und in Toronto gelang den beiden gebürtigen Belgradern der erste gemeinsame Grand-Slam-Titel. Während Zimonjić in Wimbledon seinen ersten Grand-Slam-Titel im Doppel feiern konnte, vervollständigte Nestor mit diesem Sieg seinen Karriere-Grand-Slam im Doppel. Mit seinem langjährigen Partner Mark Knowles hatte Nestor zuvor bereits die Doppelkonkurrenzen der French Open, der Australian Open sowie der US Open gewonnen. Bereits bei den Australian Open hatte er seinen dritten Grand-Slam-Titel im Mixed gewonnen. Vor dem Turnier von Wimbledon spielten sich Nestor und Zimonjić auch bei den French Open ins Finale, unterlagen im Endspiel aber den ungesetzten Pablo Cuevas und Luis Horna überraschend deutlich mit 2:6 und 3:6. Beim Masters Cup in Shanghai überstanden sie die Vorrunde ohne Niederlage und besiegten im Finale die Bryan-Zwillinge Bob und Mike mit 7:63, 6:2. Da das US-amerikanische Brüderpaar in der Vorrunde ein Match verloren hatte, überholten Nestor und Zimonjić sie noch im Endspurt der Saison und beendeten das Jahr als Nummer 1 im Team-Ranking.
Anfang 2009 erreichte Zimonjić mit seinem Partner jeweils das Finale in Doha und Sydney, sie entschieden die Turniere jedoch nicht für sich. Bei den Australian Open war schon in der zweiten Runde Schluss. Der erste Turniersieg des Jahres folgte in Rotterdam. Im April folgten Siege beim Masters in Monte Carlo, in Barcelona und beim Masters in Rom. Auch das Masters in Madrid entschieden Zimonjić und sein Partner für sich. Bei den French Open erreichten sie das Halbfinale. In Wimbledon verteidigte Zimonjić seinen Doppeltitel.
Bei den French Open 2010 gewann Zimonjić sowohl das Herrendoppel (mit Nestor) als auch das Mixed (mit Katarina Srebotnik). Ende 2010 gewann er mit Nestor die ATP World Tour Finals in London. Dies war sein letztes Turnier mit dem Kanadier. Sein neuer Doppelpartner wurde ab der Saison 2011 Michaël Llodra, mit dem er im Saisonverlauf vier Turniere gewann und in vier weiteren Endspielen stand. Anfang 2012 kam noch ein weiterer Titel sowie eine Finalteilnahme hinzu, ehe er und Llodra sich wieder trennten. Mit wechselnden Partnern schloss er die Saison mit zwei weiteren Titeln und einer weiteren Finalteilnahme ab. Die Saison 2013 begann er mit Robert Lindstedt, spielte ab Mitte der Saison aber an der Seite von Julien Benneteau. Mit Lindstedt gewann er einen, mit Benneteau zwei Titel. Zur Saison 2014 bildeten Zimonjić und Daniel Nestor wieder ein Team und sie gewannen bei fünf Finalteilnahmen dreimal den Titel, zweimal davon bei einem Masters-Turnier. Außerdem gewann er mit Samantha Stosur die Mixed-Konkurrenz in Wimbledon.
Zimonjic spielte seit 1995 für die Serbische Davis-Cup-Mannschaft, die 2010 den Davis Cup gewann. In den Anfangsjahren war er noch Teil einer jugoslawischen Davis-Cup-Mannschaft, ehe die serbische 1995 eingeführt wurde.
Erfolge
Legende (Anzahl der Siege)
Grand Slam (3)
Tennis Masters Cup / ATP World Tour Finals (2)
ATP Masters Series / ATP World Tour Masters 1000 (15)
ATP International Series Gold / ATP World Tour 500 (17)
ATP International Series / ATP World Tour 250 (17)
Zeichenerklärung: S = Turniersieg; F, HF, VF, AF = Einzug ins Finale, Halb-, Viertel-, Achtelfinale; 1, 2, 3 = Ausscheiden in der 1., 2., 3. Haupt- / Finalrunde; Q1, Q2, Q3 = Ausscheiden in der 1., 2. 3. Qualifikationsrunde; RR = Round Robin (Gruppenphase); nicht ausgetragen oder andere Kategorie; PO (Playoff), P2 = Auf-/Abstiegsrunde zur Weltgruppe I/II im Davis Cup; W2 = Teilnahme in der Weltgruppe II
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