Zinkernagel tok sin doktorgrad i medisin ved Universitetet i Basel 1970, og filosofisk doktorgrad ved Australian National University i Canberra, 1975. Mellom 1979 og 1992 var han professor ved enheten for patologi ved universitetet i Zürich, og siden 1992 har han vært leder for Instituttet for Eksperimentell Immunologi i Zürich.