Co-meneur de la Ligue nationale (avec Adam Wainwright des Cardinals de Saint-Louis) pour les victoires avec 19, contre 9 défaites, en 2013, Zimmermann honore sa première sélection au match des étoiles 2013 et termine au vote de fin d'année désignant le lauréat du trophée Cy Young remis au meilleur lanceur. En 32 départs, sa moyenne de points mérités s'élève à 3,25 en 213 manches et un tiers lancées. Il atteint un nouveau record personnel de 161 retraits sur des prises, réussit 4 matchs complets et ses deux blanchissages en font le co-meneur, avec Wainwright, de la Ligue nationale.