1999 habilitierte er sich begleitet von Christian Möller und Michael Welker an der Universität Heidelberg mit einer Arbeit über Die charismatischen Bewegungen der Gegenwart im deutschsprachigen Raum. Darstellung und Kritik unter besonderer Berücksichtigung pneumatologischer und ekklesiologischer Aspekte und einem Vortrag über das Thema „Seelsorge zwischen Humanwissenschaften und Theologie. Versuch einer neuen Verhältnisbestimmung“ und erhielt die Venia legendi für das Fach Praktische Theologie.
Nach der Habilitation folgten Tätigkeiten als Privatdozent in Praktischer Theologie. 2002 wurde er Oberassistent an der Universität Mannheim, 2003 wurde er zum Hochschuldozenten an der Universität Mannheim ernannt. Im Februar 2005 wurde er zum außerplanmäßigen Professor durch die Universität Heidelberg ernannt.
Im April 2005 wurde er außerplanmäßiger Professor für Praktische Theologie an der Universität Leipzig. 2008 wurde 1. Vorsitzender des Evangelischen Studienhauses Leipzig. 2009 wurde er 2. Universitätsprediger in Leipzig und Studiendekan. Vom Landesbischof der Evangelisch-lutherischen Landeskirche Sachsens wurde er zum Domherrn zu Meißen berufen. Von 2012 bis 2020 war er Erster Universitätsprediger in Leipzig.
Zimmerling ist zudem im Vorstand der Gesellschaft der Freunde christlicher Mystik e. V.[2], der Leipziger Mission, im Kuratorium der Ev. Akademie Meißen, des Stiftungsrates der Stiftung zur Förderung Geistlichen Lebens, Stadtlauringen und im Vorstand der Internationalen Bonhoeffer-Gesellschaft, Sektion Deutschland.
2016 war Zimmerling Vortragsredner bei der Veranstaltung Worthaus in Heidelberg, wo er über Luthers Spiritualität und Seelsorge sprach.[3]
2014 erhielt Zimmerling in Bad Herrenalb den Preis der Evangelischen Akademie Baden für seinen Beitrag zur Tagung Auf die Stille hören. Mystik als Lebensweg. Er befasste sich mit dem UN-Generalsekretär Dag Hammarskjöld (1905–1961) und dessen mystisch geprägter Spiritualität unter dem Titel Mitten im Gelärm das innere Schweigen bewahren.[4]
Aufbruch zu den Vätern. Unterwegs zu neuer Vaterschaft in Familie, Kirche und Kultur. Brendow, Moers 1994. ISBN 978-3-87067-542-4
mit Ruth von Wedemeyer: In des Teufels Gasthaus – Eine preußische Familie 1918–1945. Brendow, Moers 1995 (4. Auflage 2007. ISBN 978-3-86506-202-4)
mit Rainer Mayer: Dietrich Bonhoeffer heute. Die Aktualität seines Lebens und Werkes. Brunnen, Gießen 1999. ISBN 978-3-7655-2490-5
mit Rainer Mayer: Dietrich Bonhoeffer. Mensch hinter Mauern. Theologie und Spiritualität in den Gefängnisjahren. Brunnen, Gießen 2001. 978-3765510212
mit Martin Forster, Hanspeter Jecker, Neal Blough, Bernhard Ott, Heinrich Christian Rust, Louis Schweitzer, Andrea Lange, Arnold Neufeldt-Fast, Claude Baecher, Michel Sommer, Pascal Keller, Lisa Stangl und Vincent Fernandez: Faszination Heiliger Geist. Herausforderungen charismatischer Frömmigkeit.Neufeld, Schwarzenfeld 2005. ISBN 978-3-937896-13-7
(Hrsg.): Evangelische Seelsorgerinnen. Biographische Skizzen, Texte und Programme, Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2005. ISBN 978-3-525-62380-0
mit Rainer Mayer: Dietrich Bonhoeffer – Vollendung im Fragment. Brunnen, Gießen, 2. Auflage 2006. ISBN 978-3-7655-1370-1
Das Schweigen Gottes in der Welt – Mystik im 20. Jahrhundert,(hrsg. zusammen mit Marco A. Sorace), Verlag Traugott Bautz, Nordhausen 2007. ISBN 978-3-88309-409-0
mit Dietlind Langner, Marco A. Sorace: Gottesfreundschaft. Christliche Mystik im Zeitgespräch, Studien zur christlichen Religions- und Kulturgeschichte, Band 9, Academic Press, Fribourg und Kohlhammer, Stuttgart 2008. ISBN 978-3-17-020525-3
mit Klaus Engelhardt, Günther Gaßmann, Rolf Herrfahrdt, Ursula Schnell und Edmund Schlink: Schriften zu Ökumene und Bekenntnis: Schriften zu Ökumene und Bekenntnis 4: Theologie der lutherischen Bekenntnisschriften: Band 4, Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen, 4. Auflage 2008. ISBN 978-3-525-56716-6
Die Gottesliebe der Sufis – Islamische und christliche Mystik im Dialog, (hrsg. zusammen mit Marco A. Sorace), Verlag Traugott Bautz, Nordhausen 2010, ISBN 978-3-88309-526-4
mit Rüdiger Lux: Ich muss rumoren: 600 Jahre Universität Leipzig – Predigten und Ansprachen. Kirchhof & Franke, Leipzig 2010. ISBN 978-3-933816-44-3
mit Klaus Engelhardt, Günther Gaßmann, Rolf Herrfahrdt und Ursula Schnell: Schriften zu Ökumene und Bekenntnis. Band 5: Ausgewählte Beiträge. Kirchenkampf – Theologische Grundfragen – Ökumene. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2010. ISBN 978-3-525-56718-0
mit Erich Beyreuther und Matthias Meyer: N. L. von Zinzendorf: Ergänzungsbände zu den Hauptschriften. Ergänzungsband XVI: Auszüge aus des Seligen Ordinarii der Evangelischen Brüder-Kirche sowol ungedrukten als einem Register über alle drey Bände. Repringt: Olms, Hildesheim 2010. ISBN 978-3-487-14229-6
mit Erich Beyreuther und Matthias Meyer: N. L. von Zinzendorf: Ergänzungsbände zu den Hauptschriften. Ergänzungsband XVI: Reden über die fünf Bücher Mose. Erster Band über das erste Buch Mose. Barby 1763. Reprint: Hildesheim 2010. ISBN 978-3-487-14230-2
mit Erich Beyreuther und Matthias Meyer: N. L. von Zinzendorf: Ergänzungsbände zu den Hauptschriften. Ergänzungsband XVI: Reden über die fünf Bücher Mose. Zweyter Band über das zweyte und dritte Buch Mose. Barby 1764. Reprint: Olms, Hildesheim 2010. ISBN 978-3-487-14231-9
mit Ulrich Köpf: Martin Luther: Wie man beten soll: Für Meister Peter den Barbier. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2011. ISBN 978-3-525-56009-9.
mit Rainer Mayer: Dietrich Bonhoeffer aktuell. Biografie. Theologie. Spiritualität. Brunnen, Gießen, 2. Auflage 2013. ISBN 978-3-7655-1239-1
mit Arno Zahlauer, Wolfgang Max, Ralf Stieber, Andreas Schönfeld, Ursula Teresa Buske, Adelheid von Hauff und Annette Traber: Das Leben meistern: Inspirierende Vorbilder christlicher Spiritualität. Evangelische Akademie Baden, Bad Herrenalb 2014. ISBN 978-3-89674-576-7
zusammen mit Marco A. Sorace (Hrsg.): Wo du dich findest, da lass dich - Islamische und christliche Mystik im Dialog. Verlag Traugott Bautz, Nordhausen 2016, ISBN 978-3-95948-206-6.
(Hrsg.): Universitätskirche St. Pauli. Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft. Evangelische Verlagsanstalt, Leipzig 2017, ISBN 978-3-374-04034-6.
(Hrsg.): Dietrich Bonhoeffer: Aber bei dir ist Licht. Gebete, Gedichte und Gedanken aus dem Gefängnis, Brunnen Verlag Gießen 2018, ISBN 978-3-7655-0693-2.
(Hrsg.): Dietrich Bonhoeffer: Bleibt der Erde treu. Ausgewählte Predigten, Brunnen Verlag, Gießen 2020, ISBN 978-3-7655-0742-7.
(Hrsg.): Dietrich Bonhoeffer: Ist Dein König nicht bei Dir? Bibelarbeiten und Predigten an Wendepunkten, Brunnen Verlag, Gießen 2020, ISBN 978-3-7655-0745-8.
Alexander Deeg und Markus Schmidt (Hrsg.): Spiritualität und Gemeinschaft. Zugänge zu geistlichem Leben in Beziehungen: Festschrift für Peter Zimmerling zum 65. Geburtstag, WBG Academic, Darmstadt 2023, ISBN 978-3-534-40792-7.
Peter Zimmerling: Evangelische Mystik: Wurzeln und Zugänge. (doc; 55 kB) Gemeinschaft Evang. Zisterzienser-Erben in Deutschland, 21. April 2012, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 3. Januar 2015; abgerufen am 10. Februar 2018.
↑Über uns. Gesellschaft der Freunde christlicher Mystik e. V., archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 29. Oktober 2010; abgerufen am 10. Februar 2018.