1983-ban Fischer Ivánnal megalapította a Budapesti Fesztiválzenekart. 1987 óta karmesterként is fellépett, és zongoraművészi pályája mellett komponál is. Ennek egyik kiemelkedő példája Schönberg „befejezetlen” operájának, a Mózes és Áronnak komponált harmadik tétele. A kortárs zene kiemelkedő személyiségeivel folytatott termékeny együttműködését jelzi többek között Kurtág György több neki ajánlott művének világbemutatója.

Kocsis Zoltán 1997 őszétől vette át a Nemzeti Filharmonikus Zenekar - akkor még Magyar Állami Hangversenyzenekar - irányítását. Művészi koncepciójának megfelelően azóta szélesedett az együttes repertoárja, irányítása alatt több mű magyarországi ősbemutatójára sor került.

A Nemzeti Filharmonikusokkal Európa számos országában, valamint Japánban és az Egyesült Államokban vett részt karmesterként és szólistaként kimagasló szakmai és közönségsikert arató körutakon, gyakran játszva a Bartók, Debussy és Ravel zongoraműveiből készült átiratait is. Megújult zenekarával adott koncertjeit mind a kritikusok, mind a közönség világsztárokat megillető lelkesedéssel ünnepelte.

A Hungaroton, Nippon Columbia, Phonogram és Quintana lemezcégek részére készített számos felvétel után Kocsis hosszú éveken át a Philips Classics exkluzív művésze volt. Kiadványaival számos díjat nyert, ezek közül kiemelkedik az Edison-díj (Bartók-zongoraversenyek felvételéért), és a Gramophone-díj (Debussy-lemezéért). A Bartók valamennyi szólózongorára írt kompozícióját Kocsis Zoltán előadásában tartalmazó, nyolc CD-ből álló összkiadást 2005 májusában jelentette meg az Universal/Philips.

2004 januárjában életműdíjat kapott a cannes-i Midemen, és a francia kulturális miniszter ott adta át neki azt a magas francia kitüntetést, a művészeti érdemrend lovagi fokozatát, amelyet még 2002-ben kapott meg a francia zene népszerűsítése érdekében végzett kimagasló munkájáért és egész muzsikusi tevékenységéért. 2005 márciusában Kocsis Zoltán munkásságát - 1978. után másodszor is - Kossuth-díjjal ismerték el, 2006. március 25-én, Bartók születésének 125. évfordulóján pedig átvehette a szakmai grémium által odaítélt Bartók-Pásztory-díjat. 2007. január 23-án az oktatási és kulturális miniszter A magyar kultúra követe címet adományozta Kocsis Zoltánnak. 2012. május 30-án, 60. születésnapján megkapta a magyar nemzet tiszteletét kifejező Corvin-lánc kitüntetést.