Руководил многими научными экспедициями на научно-исследовательских судах. Принимал участие в Байкальской экспедиции МГУ, в Северной научно-исследовательской экспедиции в Баренцевом море, в первой экспедиции Плавмормина на «Малыгине».
Возглавлял 6 экспедиций на «Персее», комплексные океанографические экспедиции Института океанологии АН СССР на «Витязе», глубоководную экспедицию на научно-исследовательском судне «Академик Курчатов» (1968) и др.
Создал учение о биологической структуре океана и существовании крупномасштабной симметрии в распределении жизненных явлений и процессов в океане. Был президентом Гидробиологического общества СССР. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, удостоен Большой золотой медали им. Ф. П. Литке Русского Географического общества. Именем Зенкевича назван подводный хребет в Тихом океане и научно-исследовательское судно.
Годы жизни 1889 – 1970