Ende 1960 kehrte Zybin als Stellvertreter von S. P. Koroljow, seinem langjährigen Freund, ins OKB-1 zurück. Die Erfahrungen bei der Entwicklung des RSR halfen ihm bei der Konstruktion des ersten sowjetischen Aufklärungssatelliten „Zenit“, der 1964 in die Bewaffnung aufgenommen wurde. Es folgten dann Arbeiten an einer unbemannten Modifikation des Raumschiffes „Wostok“, an dem Kommunikationssatelliten „Molnija“, an den Raumschiffen „Sojus“ und „Sojus-T“ und an dem wenig bekannten Projekt einer Orbitalstation „Swesda“. 1974 wurde Zybin Stellvertreter des Chefkonstrukteurs, später wissenschaftlicher Berater im Programm „Buran“. In den letzten Jahren (seit 1986) leitete P. W. Zybin wissenschaftliche Forschungsarbeiten für einen einstufigen Raumgleiter beim NPO „Energija“.