Tras licenciarse cum laude en 1912 en San Petersburgo, se traslada a París para estudiar en el Collège de France junto al profesor Paul Langevin, con quien estudia el uso de los Rayos X.
La Primera Guerra Mundial lo obliga a retornar a Rusia para alistarse en el ejército, donde al final ejerce de profesor en la escuela de radio del ejército, gracias a sus estudios tanto en San Petersburgo como en Francia.
Tras el final de la Primera Guerra Mundial, llegó la Revolución Rusa, y Zworykin emigró a Estados Unidos.
En 1928, conoció a David Sarnoff de la RCA que financió el proyecto.
En 1929, lo nombran jefe del laboratorio de investigaciones electrónicas en Camden.