W 1945 roku otrzymał stanowisko profesora fizyki ciała stałego na Uniwersytecie w Chicago (1945-1951). W 1948 roku opublikował jedną ze swoich najważniejszych książek na temat niesprężyści metali. W okresie 1951–1965 pracował w Westinghouse Research Laboratory w Pittsburgu; od 1957 roku pełnił tam funkcję dyrektora naukowego, a Westinghouse szybko stał się jednym z najważniejszych instytutów badawczych na świecie. Jego własne badania naukowe dotyczyły zagadnień związanych z fizyką atomową, właściwościami materiałów dielektrycznych, obliczeniami dyfuzji w metalach metodą tarcia wewnętrznego, odkształceniem plastycznym, odpornością na pękanie, termodynamiką i przemianami fazowymi, a w szczególności przemianą bainityczną w stalach. W tym czasie opracował również metodę programowania geometrycznego do rozwiązywania problemów optymalizacji w pracach inżynieryjnych. Metodę tę zastosował m.in. do optymalizacji konstrukcji wymienników ciepła służących do otrzymywania „zielonej energii elektrycznej” z oceanów wskazując równocześnie optymalną lokalizację geograficzną takich instalacji. Ten wizjonerski projekt Zenera nie został jednak zrealizowany.