Ha ottenuto i migliori risultati in doppio, nel maggio 2024 ha raggiunto per la prima volta il 1º posto nella classifica mondiale. Nel circuito maggiore ha vinto 28 titoli, tra cui gli Open di Francia 2025, 2026 e lo US Open 2025 in coppia con Marcel Granollers e nove di categoria ATP Masters 1000. Ha inoltre raggiunto con Granollers altre finali del Grande Slam agli US Open 2019, a Wimbledon 2021 e a Wimbledon 2023 e la finale alle ATP Finals 2023. Vanta inoltre 35 titoli nell'ATP Challenger Tour.
Si è distinto anche in singolare spingendosi fino al 39º posto del ranking ATP nel marzo 2013, anno in cui ha vinto il suo unico torneo di specialità nell'ATP Tour battendo Rafael Nadal in finale al Chile Open. Ha vinto inoltre in singolare 15 tornei Challenger.
Carriera Juniores Gioca nell'ITF Junior Circuit tra il 2002 e il 2003 senza vincere alcun torneo, i migliori risultati sono le finali raggiunte in singolare e in doppio al Banana Bowl, torneo paraguayano di Grade 1. Nel giugno 2003 consegue il suo miglior ranking da juniores al 71º posto mondiale.
2003-2005, inizi tra i professionisti e primi titoli ITF in doppio Nel 2003 fa anche le sue prime apparizioni tra i professionisti nell'ITF Men's Circuit. Gioca con maggiore continuità nel 2004 e a settembre disputa la prima finale ITF, persa in singolare al torneo Argentina F5. Nel febbraio 2005 alza il primo trofeo da professionista vincendo in coppia con Agustin Tarantino il torneo di doppio all'ITF Futures Portugal F1. Nel prosieguo della stagione vincerà altri quattro tornei ITF di doppio, mentre in singolare perde le due finali disputate e gioca il suo primo incontro nel circuito Challenger.
2006-2007, primi titoli ITF in singolare e primi titoli Challenger e top 80 in doppio Dopo aver vinto nel gennaio 2006 un altro torneo di doppio, a maggio vince il primo titolo in singolare all'ITF Futures Argentina F6 sconfiggendo in finale Damian Patriarca, e nello stesso torneo si impone anche in doppio. Chiuderà il 2006 con un totale di 4 titoli ITF in singolare e 4 in doppio. Nella seconda parte della stagione inizia a giocare con regolarità nei tornei Challenger e abbandona i tornei ITF, dopo averne vinti 4 in singolare e 7 in doppio. Nei tornei Challenger di singolare non va oltre i quarti di finale raggiunti al Quito Open, mentre in doppio disputa in agosto la prima finale di categoria al Cidade de Vigo, persa in coppia con Augustin Gensse. Perde altre due finali al Quito Challenger e al Medellin Open e a novembre vince il primo titolo Challenger a Naples in coppia con Pablo Cuevas, risultato con cui entra per la prima volta nella top 200 del ranking di doppio.
Anche nel 2007 in singolare non supera i quarti di finale nei tornei Challenger e a maggio entra per una sola settimana nella top 200. A novembre vince il suo primo incontro nelle qualificazioni di un torneo del circuito maggiore agli US Open e viene eliminato nel match successivo da Fabio Fognini. Quell'anno si afferma definitivamente in doppio nel circuito Challenger disputando diverse finali e vince i sei titoli di Città del Messico, Florianópolis, Torino, Campos do Jordão, Manta e Medellin. A maggio fa il suo ingresso nella top 100 di doppio e a settembre porta il best ranking alla 79ª posizione.
2008, primo titolo Challenger in singolare All'inizio del 2008 debutta nel circuito maggiore nel torneo di doppio di Viña del Mar e viene eliminato al primo turno in coppia con Hugo Armando. Subisce la stessa sorte nei successivi tornei di Costa do Sauípe e Buenos Aires. Negli stessi tornei vince alcuni incontri nelle qualificazioni di singolare senza riuscire a entrare nel tabellone principale. Il 22 giugno vince il primo titolo Challenger in singolare a Recanati con il successo per 6-3 6-4 in finale su Grega Žemlja, e con alcuni discreti risultati nei Challenger di fine stagione a novembre rientra nella top 200. Nella prima parte del 2008 non consegue risultati di rilievo in doppio e ad aprile esce dalla top 100; a giugno vince l'unico titolo in doppio della stagione in un torneo ITF (il primo disputato dal 2006 e l'ultimo in carriera), e i migliori risultati sono le due finali Challenger raggiunte a settembre.
2009, prima finale ATP, 5 titoli Challenger e 41º del ranking in singolare, 6 titoli Challenger e 71º in doppio Il 2009 è l'anno della svolta per Zeballos, che torna a primeggiare nei Challenger e ottiene ottimi risultati nel circuito maggiore. Nell'arco della stagione vince in singolare i 5 Challenger di Bucaramanga, Bogotà, Manta, Campos do Jordão e Buenos Aires. Risale velocemente la classifica e a luglio fa il suo esordio in singolare nel circuito maggiore senza passare per le qualificazioni a Newport, e viene subito eliminato. Nel successivo Challenger di Bogotá 2, in cui perde la finale, supera nei quarti l'ex campione olimpico e nº 93 del ranking Nicolas Massu, primo top 100 sconfitto in carriera. Una settimana più tardi entra per la prima volta nella top 100 di singolare.
A fine agosto supera per la prima volta le qualificazioni nel circuito maggiore agli US Open, al suo esordio in una prova del Grande Slam sconfigge Michael Berrer e viene quindi eliminato al quarto set dal nº 18 ATP Tomáš Berdych. Eliminato a fine ottobre al primo turno all'ATP di Mosca da Michail Južnyj, al successivo St. Petersburg Open raggiunge la prima finale ATP eliminando nell'ordine Jurij Ščukin, Aleksandr Dolhopolov, Ernests Gulbis e Igor Kunitsyn, e viene sconfitto da Serhij Stachovs'kyj con il punteggio di 2-6, 7-6, 7-6, risultato con cui sale al 41º posto mondiale, nuovo best ranking.
Anche in doppio raccoglie ottimi risultati che gli fanno risalire la classifica, dopo le due finali Challenger perse a gennaio, a febbraio vince il primo incontro in doppio nel circuito maggiore a Buenos Aires in coppia con Eduardo Schwank e vengono eliminati nei quarti. Tra fine marzo e fine maggio vince i Challenger di doppio a Santiago del Cile, Bogotá, San Luis Potosí e Bordeaux, e rientra nella top 100. Esordisce in una prova del Grande Slam al Roland Garros ed esce di scena al primo turno. All'ATP di Newport si spinge fino in semifinale con Sebastian Prieto e, dopo i trionfi nei Challenger di Bogotá 2 e Cali, a settembre porta il best ranking di doppio alla 71ª posizione. A fine stagione i colleghi ATP gli assegnano il premio per l'esordiente dell'anno.
2010, semifinale agli US Open, primo titolo ATP e 32º nel ranking in doppio, trionfo in World Team Cup Sconfitto in singolare al turno di esordio nei primi tornei ATP stagionali, all'Auckland Open gioca con Rogier Wassen ed escono nei quarti dopo aver sconfitto i numeri 1 del mondo Bob e Mike Bryan. Raggiunge poi gli ottavi all'Australian Open con Leonardo Mayer e la prima finale ATP in carriera a Santiago, nella quale in coppia con Potito Starace viene sconfitto da Łukasz Kubot / Oliver Marach. Vince il primo titolo ATP in carriera nel torneo di doppio del successivo Argentina Open insieme a Sebastián Prieto, con il successo in finale per 7-6, 6-3 su Simon Greul / Peter Luczak; nel torneo di singolare esce nei quarti di finale dopo aver eliminato i veterani Gastón Gaudio, ex campione all'Open di Francia, e l'ex numero 1 del mondo Carlos Moyá. A marzo debutta nella squadra argentina di Coppa Davis nella sfida vinta 3-2 contro la Svezia, e si impone in doppio insieme a David Nalbandian. Eliminato al primo turno in singolare all'Indian Wells Open, vince i primi incontri in un Masters 1000 al Miami Open, dove al secondo turno batte il nº 24 del ranking Gilles Simon, e viene poi eliminato dal futuro vincitore Tomáš Berdych. Raggiunge la semifinale a Houston con le vittorie su Taylor Dent, Dudi Sela e Fernando González, e viene eliminato da Juan Ignacio Chela.
Dopo le premature eliminazioni nei primi tornei sulla terra battuta europea, trionfa con l'Argentina alla World Team Cup di Düsseldorf; nel round-robin batte Filip Krajinović e vince due dei 3 incontri di doppio disputati, e nella finale vinta 2-1 contro gli Stati Uniti supera Robby Ginepri. Al secondo turno del Roland Garros viene eliminato da Rafael Nadal e non va oltre il primo turno a Wimbledon, mentre in doppio esce al secondo turno con Leonardo Mayer dopo aver eliminato le teste di serie nº 5 Łukasz Kubot / Oliver Marach. Nei quarti di finale di Coppa Davis vinti 3-2 contro la Russia a Mosca, si impone in doppio assieme a Eduardo Schwank. Dopo l'eliminazione al primo turno agli US Open si riscatta nel torneo di doppio, gioca con Eduardo Schwank e raggiunge per la prima volta gli ottavi di finale in una prova del Grande Slam battendo le teste di serie nº 4 Mahesh Bhupathi / Maks Mirny, con il successo su Horia Tecău / Robert Lindstedt accedono alla semifinale e vengono eliminati da Rohan Bopanna / Aisam-ul-Haq Qureshi. Con questo risultato porta il best ranking alla 33ª posizione. Nella semifinale di Coppa Davis perde il doppio con Schwank contro Michaël Llodra / Arnaud Clément, la Francia si aggiudica la sfida per 5-0 e accede alla finale. Un mese dopo perde nei quarti di finale all'ATP di Mosca contro Viktor Troicki, mentre raggiunge la semifinale in doppio e sale alla 32ª posizione mondiale. Viene eliminato al primo turno in singolare a San Pietroburgo, dove era stato finalista l'anno prima, ed esce dalla top 100.
2011, un titolo ATP e 2 Challenger in doppio Sconfitto in finale di doppio al primo impegno stagionale al Challlenger di San Paolo del Brasile, all'ATP di Santiago sconfigge il nº 16 del mondo David Nalbandian ed esce nei quarti per mano di Potito Starace; nel torneo di doppio perde in semifinale in coppia con Schwank. All'ATP di Buenos Aires elimina Pablo Andújar e viene battuto al secondo turno da Juan Ignacio Chela. Nei Challenger perde contro Andres Molteni la finale in singolare a Salinas e vince quella di doppio a Providencia assieme a Máximo González. Eliminato al secondo turno agli ATP degli U.S. Men's Clay Court Championships e di Monaco, in quest'ultimo torneo vince con Simone Bolelli il suo secondo titolo ATP in doppio battendo in finale Andreas Beck / Christopher Kas con il punteggio di 7-6, 6-4. Nel periodo successivo disputa alcune finali nei Challenger, in singolare perde quella di Bordeaux, mentre in doppio perde quella al Marburg Open e si impone in quella del Genoa Open in coppia con Dustin Brown. Il trionfo a Genova arriva la settimana dopo l'eliminazione al secondo turno nel torneo di doppio agli US Open, e non compensa i punti persi nello Slam newyorkese dove l'anno prima era giunto in semifinale. Scende così all'85º posto nel ranking di doppio, a ottobre è al 93º e termina la stagione all'88º, mentre in singolare chiude alla 109ª posizione dopo essere stato alla 126ª a giugno.
2012, quarti di finale in doppio al Roland Garros, diversi titoli Challenger Nei tornei ATP del 2012 non va oltre il secondo turno in singolare. Nell'ATP Challenger Tour perde la finale in singolare all'Open Barranquilla e a maggio vince il Prague Open, nella cui finale sconfigge Martin Kližan. In doppio nella prima parte della stagione raggiunge le semifinali ai tornei ATP del Chile Open e dell'Argentina Open e vince i Challenger all'Open Bucaramanga, al Challenger Salinas, risultati che non bastano per evitare l'uscita dalla top 100 a maggio. Vi rientra la settimana successiva con il successo al Prague Open. Supera le qualificazioni dell'Open di Francia e perde al secondo turno contro Kevin Anderson, mentre in doppio, insieme a Oliver Marach, elimina tra gli altri Gonzalez/Kas e perdono in tre set nei quarti contro i fratelli Bryan. Rientra per breve tempo nella top 100 di singolare. Torna a mettersi in luce nei Challenger in entrambe le specialità a fine stagione, in doppio vince a San Juan e a Buenos Aires, mentre perde a São Leopoldo e chiude il 2012 in 63ª posizione. In singolare rientra di nuovo nella top 100 con i successi a Montevideo e a São Leopoldo.