In der Saison 2001 konnte erstmals der dritte Rang mit Juri Morosow als Cheftrainer erspielt werden. Wegen einer Erkrankung gab Juri Morosow 2002 sein Amt auf; die von ihm aufgebaute junge Mannschaft wurde in der Saison 2003 unter seinem Nachfolger Vlastimil Petržela erstmals russischer Vizemeister, nach dem enttäuschenden zehnten Platz aus dem Jahr 2002. Im &lt;a href="UEFA-Pokal%202002/03"&gt;UEFA-Pokal 2002/03&lt;/a&gt; wurde in der Qualifikationsrunde der FC Encamp aus Andorra besiegt. In der 1. Runde erwies sich allerdings der Grasshopper Club Zürich als zu stark für Zenit. Unter Vlastimil Petržela wurde die Mannschaft in der Saison 2004 Vierter, 2005 Sechster. 2005 schied Zenit nach der Gruppenphase aus dem UEFA-Pokal aus. Nachdem in den Qualifikationsrunden der ASKÖ Pasching und der FK Roter Stern Belgrad bezwungen worden waren. 2006 erreichte Zenit das Viertelfinale des UEFA-Pokals. Im Sechzehntelfinale traf die Mannschaft auf Rosenborg Trondheim. Das Hinspiel in Trondheim wurde mit 2:0 gewonnen. Im Rückspiel vor eigenem Publikum besiegte Zenit die Norweger mit 2:1. Im Achtelfinale traf Zenit auf die Olympique Marseille. Nach einem 1:0-Hinspielerfolg in Marseille gab es vor eigenem Publikum ein 1:1-Unentschieden. Im Viertelfinale schied Zenit gegen den späteren Pokalsieger FC Sevilla aus. Am 3. Mai 2006 wurde Vlastimil Petržela entlassen, nachdem er sich mit den neuen Besitzern überworfen und auch einige Spieler gegen sich hatte.