Il occupe d'autres postes, y compris celui de représentant permanent de l'Union soviétique au Conseil de sécurité des Nations unies en 1952-1953. En 1955-1956, Zorine est ambassadeur soviétique en République fédérale d'Allemagne. Puis, il est de nouveau le représentant de l'Union soviétique au Conseil de sécurité des Nations unies jusqu'en 1965. C'est alors qu'il occupe ce poste qu'a lieu la célèbre confrontation avec Adlai Stevenson, le , au cours de la Crise des missiles de Cuba.