Pogrebnjak underskrev 28. november 2006 en treårskontrakt med Zenit St. Petersburg, hvor han spiller med nummer åtte på ryggen. I 2007 vant han og Zenit St. Petersburg førsteplass i russiske Premjer-Liga. I 2008 vant laget den russiske supercupen, hvor Pogrebnjak scoret det andre målet i en 2–1 seier.