Mit Jonathan Pila entwickelte er eine Methode der Anwendung der O-Minimalität auf zahlentheoretische und algebro-geometrische Probleme, die Pila-Zannier-Methode. Damit bewiesen sie (nach Michel Raynaud und Ehud Hrushovski) nochmals die Manin-Mumford-Vermutung. Zannier bewies mit P. Corvaja 2002 den Satz von Siegel über die endliche Anzahl ganzzahliger Punkte auf Kurven vom Geschlecht mit dem Subspace-Theorem von Wolfgang Schmidt.
2005 erhielt er den Mathematik-Preis der Accademia dei XL und 2011 einen Advanced Grant des European Research Council (ERC). Er ist Herausgeber der Annali di Scuola Normale Superiore und Mitherausgeber von Acta Arithmetica. 2014 war er Eingeladener Sprecher auf dem ICM in Seoul(Elementary integration of differentials in families and conjectures of Pink). Für 2020/21 ist er Plenarsprecher auf dem 8. Europäischen Mathematikerkongress.
Schriften
Some Applications of Diophantine Approximation to Diophantine Equations. Forum, Udine 2003.
Lecture Notes on Diophantine Analysis. Edizioni Della Normale (Lecture Notes Scuola Normale Superiore), Anhang Francesco Amoroso, 2009.
Some Problems of Unlikely Intersections in Arithmetic and Geometry. In: Annals of Math. Studies, Band 181, Princeton University Press, 2012 (mit Anhang von David Masser).
Mit Enrico Bombieri, David Masser: Intersecting a Curve with Algebraic Subgroups of Multiplicative Groups. In: International Mathematics Research Notices, Band 20, 1999, S. 1119–1140.
A proof of Pisot conjecture. In: Annals of Mathematics, Band 151, 2000, S. 375–383.
Mit P. Corvaja: A subspace theorem approach to integral points on curves. In: Compte Rendu Acad. Sci., 334, 2002, S. 267–271
Mit P. Corvaja: Finiteness of integral values for the ratio of two linear recurrences. In: Inventiones Mathematicae, Band 149, 2002, S. 431–451.
Mit P. Corvaja: On integral Points on Surfaces. In: Annals of Mathematics, Band 160, 2004, S. 705–726.
Mit P. Corvaja: Some cases of Vojta’s conjecture on integral points over function fields. In: Journal of Algebraic Geometry, Band 17, 2008, S. 295–333.
Herausgeber mit F. Amoroso: Diophantine approximation. Lectures given at the C.I.M.E. summer school held in Cetraro, Italy, June 28 - July 6, 2000. Springer 2003.
Mit J. Pila: Rational points in periodic analytic sets and the Manin-Mumford conjecture. In: Atti Accad. Naz. Lincei, Cl. Sci. Fis. Mat. Natur., Rend. Lincei (9) Mat. Appl., Band 19, 2008, Nr. 2, S. 149–162.