W 2014 startował na igrzyskach w Soczi. W swoim pierwszym starcie w Soczi, w biegu na 1000 metrów, który się odbył 12 lutego, zajął 14. miejsce. 15 lutego w biegu na 1500 metrów zajął 1. miejsce z wynikiem 1:45,006. Srebro zdobył Holender Koen Verweij, który przegrał z Polakiem o 0,003 s. Biorąc pod uwagę średnią prędkość osiągniętą przez zawodników, Polak wyprzedził Holendra o odległość wynoszącą zaledwie 4,3 cm. Dzięki temu zwycięstwu Zbigniew Bródka został pierwszym polskim panczenistą, który został medalistą olimpijskim oraz pierwszym polskim mistrzem olimpijskim w tej dyscyplinie (przed nim medale w łyżwiarstwie szybkim dla Polski zdobywały kobiety, żadna jednak nie została mistrzynią olimpijską). Wystartował również w biegu drużynowym wraz z Konradem Niedźwiedzkim i Janem Szymańskim. 21 lutego w ćwierćfinale biegu drużynowym mężczyzn Polacy okazali się szybsi od Norwegów o 0,41 s. W półfinałowym biegu, który odbył się tego samego dnia, przegrali z Holandią różnicą 11,29 s. 22 lutego w biegu o brązowy medal Polacy okazał się szybsi od Kanadyjczyków, wyprzedzając ich o 2,33 s. Tym samym Bródka zdobył drugi na tych igrzyskach medal olimpijski.