Kocsis Zoltán több mint negyven éven keresztül állt a magyar zenei élet szolgálatában, annak egyik legjelentősebb és legsokoldalúbb egyéniségeként. Azon kevés hazai művészek közé tartozott, akiket a nemzetközi színtéren is magasan jegyeztek. Karrierje tizennyolc éves korában, a Magyar Rádió Beethoven-zongoraversenyén aratott győzelemmel indult el, ezt követően egyre több meghívást kapott Európa, Észak- és Dél-Amerika, valamint a Távol-Kelet zenei központjaiba, fesztiváljaira. Mindössze huszonöt éves volt, amikor felkérte Szvjatoszlav Richter szólóesten és közös négykezes koncerteken való szereplésre franciaországi fesztiválján, valamint az akkor még csak második alkalommal megrendezett ausztriai Schubertiadén. Kocsis Zoltán a Zeneakadémián többek között Kadosa Pálnál, Rados Ferencnél és Kurtág Györgynél tanult, a világ számos vezető zenekarával lépett fel szólistaként, például a Berlini Filharmonikusokkal, a Royal Filharmonikusokkal, a Bécsi Filharmonikusokkal, a Chicagói Szimfonikus Zenekarral, a New York-i Filharmonikusokkal. Olyan kiemelkedő karmesterekkel dolgozott együtt, mint Claudio Abbado, Christoph von Dohnányi, Edo de Waart, Charles Mackerras, Lovro von Matačić, Charles Dutoit, Herbert Blomstedt, Michael Tilson, Thomas, Colin Davis és Lorin Maazel. Bartók Béla életművének világviszonylatban is egyik legkiemelkedőbb ápolójaként és tolmácsolójaként tartották számon, de Claude Debussy és Rachmaninov alkotásai is fontos részét képezték repertoárjának. A francia szerző zongoraműveiből készített lemeze számos díjat nyert, s nagy sikert aratott Rachmaninov mind a négy zongoraversenyéből készült felvétele is a San Franciscó-i Filharmonikusokkal, Edo de Waart vezényletével. Kurtág György zenéjének szintén egyik legavatottabb előadójaként tartották számon, a világhírű magyar zeneszerző számos művét dedikálta neki. Kocsis Zoltán művészeti vezetésével indult útjára 2006-ban a Bartók Új Sorozat, amelyben a 20. század egyik legjelentősebb zeneszerzőjének művei jelentek hanghordozókon, a zeneszerzői szándékokat a legmesszebbmenőkig figyelembe vevő, hiteles előadásban, a legjelesebb magyar előadóművészek tolmácsolásában. E sorozat részét képezik Kocsis etalon értékű felvételei Bartók összes szólózongorára írt művéből, valamint ő vezényli a zenekari művek mértékadó új felvételeit is. 2016-ban készültek el A kékszakállú herceg vára és A csodálatos mandarin felvételei, valamint 2016 májusában jelent meg a kórusművek első lemeze a korábban Antal Mátyás vezette Nemzeti Énekkar és a Szlovák Filharmónia Énekkarának közreműködésével, zongorán Kocsis Zoltán fia, Krisztián játszott. A sorozat több felvétele is számos rangos szakmai díjban részesült (Midem Classic, Diapason d’or, Pizzicato Supersonic, Hungaroton Aranylemez, Hungaroton Platinalemez, a Le Monde de la Musique Choc, Diapason, Gramofon-díj, BBC Music Magazine jelölés). Kocsis Zoltán helyet kapott az egyik legnagyobb nemzetközi lemezkiadó, a Philips Records 1999-ben megjelentetett, A 20. század nagy zongoristái című sorozatában is.
1997-ben átvette Magyarország egyik vezető szimfonikus együttesének, a Nemzeti Filharmonikus Zenekarnak (akkori nevén Állami Hangversenyzenekar) az irányítását, ezzel nemcsak az ő pályáján, hanem a nagy múltú zenekar történetében is új fejezet kezdődött. A nevével fémjelzett, majdnem két évtizedes korszakban az együttes megújult, határozott profilt alakított ki, amely ma is jellemzi működését: a klasszikus művek mellett a hagyományos repertoárról hiányzó fontos alkotásokat is megszólaltatja, valamint megismerteti közönségével a magyar zene jelentős alkotásait is. A zenekar Kocsis Zoltán irányításával hiánypótló vállalkozások keretében mutatta be Richard Strauss ritkán játszott operáit és balettjeit – bemutatásuk szerinti sorrendben –: a Daphnét, a Capricciót, A hallgatag asszonyt, a József-legendát és A béke napját. Magyarországi premierként hangzott el Arnold Schoenberg nagyszabású kantátája, a Gurre-dalok, valamint Schoenberg torzóban maradt operája, a Mózes és Áron, amely nemzetközi szenzációként a Kocsis Zoltán által a zeneszerző utasításait követő, stílushűen megkomponált harmadik felvonással együtt szólalt meg. Szintén Kocsis és a zenekar nevéhez fűződik Debussy Pelléas és Mélisande című operájának és A tékozló fiú című kantátájának előadása. A zongoraművész–karmester a 20–21. századi és kortárs magyar zene ügyének ápolásával is fontos küldetést látott el; olyan meghatározó egyéniségek alkotásait tűzte műsorra, mint Kurtág György, Jeney Zoltán, Szokolay Sándor, Bozay Attila és Durkó Zsolt.
A Nemzeti Filharmonikus Zenekar főzeneigazgatójaként Kocsis Zoltán karmesterként neves szólistákkal dolgozott együtt – néhány név ezek közül: Baráti Kristóf, Boris Berezovsky, Kirill Gerstein, Farkas Gábor, Kelemen Barnabás, Denis Matsuev, Olli Mustonen, Emanuel Pahud, Perényi Miklós, Ránki Dezső, Alexander Toradze, Arcadi Volodos, Yuja Wang. Kocsis Zoltán kamarazenészként is rendkívül tevékeny volt: fellépett többek között Perényi Miklóssal, Kelemen Barnabással, Rados Ferenccel, Rost Andreával, Berkes Kálmánnal, Joshua Bell-lel, Ránki Dezsővel, Pasztircsák Polinával, a Keller Vonósnégyessel, a Takács Quartettel. Emellett rendszeresen tartott mesterkurzusokat, de pedagógiai tevékenységének hangsúlyos részét képezte a tehetséges pályakezdők felfedezése, felkarolása is; hazai művészek mellett fiatal külföldi muzsikusokkal is szívesen dolgozott együtt. Olyan városok rangos fesztiváljain adott nagy sikerű hangversenyeket, mint Edinburgh, Párizs, Tours, Luzern, La Roque d’Anthéron, Salzburg, Prága, Menton és Verbier, valamint rendszeresen hívták nemzetközi versenyek zsűrijébe is.
Sokoldalú tevékenységének részét képezte a zeneszerzés is, amellyel – mint egy interjúban megvallotta – szívesen foglalkozott volna sokkal többet, tagja volt az 1970-es évek meghatározó magyar kortárs zenei műhelyének, az Új Zenei Stúdiónak. Különböző zenei stílusokban való jártasságát a leglátványosabban talán a 2010-ben, zeneszerzői stílusgyakorlatként is értelmezhető Kiskarácsony, nagykarácsony című műve szemlélteti: ebben az ismert karácsonyi dalt 47 variációban, a zenetörténet különböző stíluskorszakainak szellemében dolgozta fel; a kompozíció és a darab ihlette koncertfilm 2011 karácsonyán DVD-n is megjelent. Kocsis Zoltán nevéhez jelentős mennyiségű, mintegy 140 zenekari hangszerelés, illetve zongorára készült átdolgozás fűződik Bach, Haydn, Johann Strauss, Dvořák, Debussy, Ravel, Rachmaninov, Wagner, Enescu, Bartók és Kodály műveiből. A kétszeres Kossuth-díjas, Prima Primissima-díjjal, a Francia Köztársaság l’Ordre des Arts et des Lettres kitüntetésével, valamint a Magyar Olimpiai Bizottság Fair Play Életműdíjával elismert muzsikus a Széchenyi Irodalmi és Művészeti Akadémia rendes tagjaként több mint huszonöt éven keresztül minden májusban, születésnapja alkalmából jótékonysági koncertet adott a Nemzetközi Gyermekmentő Szolgálat javára. Súlyos betegsége alatt is fáradhatatlanul dolgozott, 2016. november 6-án hunyt el, szinte pontosan annyi idősen, mint Bartók Béla.