Nunca logró disputar ningún encuentro en las ligas o divisiones mayores de su natal país.

En el año 2006 comenzó a formar parte de la cantera del club alemán Schalke 04.

En el año 2006, fue contratado por el club alemán Schalke 04, en el cual llegó a integrar las divisiones menores.

En las primeras fechas consiguió ganarse el cartel de equipo revelación del torneo.

Su debut con la selección mayor se dio en marzo del 2008, en el partido que Perú derrotó por 3-1 a su similar de Costa Rica.

[8]​ En aquel encuentro, además, anotó su primer gol con la selección, que fue el segundo del Perú aquella noche.

Meses después, en septiembre, debutó en eliminatorias ante Venezuela, partido que finalizó 1-0 a favor del equipo peruano.

Entró en el tiempo complementario por Alberto Rodríguez, pero no pudo acabar el partido y fue reemplazado por Christian Ramos.

[12]​ Perú finalizó en el 2.º puesto del Grupo C, que compartió con las selecciones de Brasil, Colombia y Venezuela.

En semifinales Perú fue eliminada por la anfitriona Chile al caer 2-1, en ese partido fue expulsado en el minuto 20.

En los primeros cuatro partidos, Zambrano no había sido amonestado, pero en los primeros minutos quedó condicionado por una falta sobre Alexis Sánchez, en el minuto 20 El León salió a despejar un balón, pero dejó la pierna muy alta e impactó con Charles Aránguiz.

El árbitro José Argote de Venezuela, no dudó y le sacó la roja directa a Zambrano por esa acción, Zambrano fue titular en cinco partidos que Perú disputó en la copa; participó en las Eliminatorias Rusia 2018 jugando 5 partidos.

Se consolidó nuevamente como defensor titular y fue clave en el subcampeonato logrado por el equipo peruano.