Thời Spalletti

Luciano Spalletti đã ký hợp đồng với Zenit vào tháng 12 năm 2009, cùng với các trợ lý Daniele Baldini, Marco Domenichini và Alberto Bartali cũng tham gia vào thành phần ban huấn luyện của câu lạc bộ nước Nga.

Zenit đã giành cúp quốc gia Nga vào ngày 16 tháng 5 năm 2010 sau khi đánh bại Sibir Novosibirsk trong trận chung kết (trước đó đánh bại Volga Tver trong trận tứ kết và Amkar Perm trong trận bán kết). Sau 16 trận tại giải vô địch quốc gia Nga năm 2010, với 12 trận thắng và 4 trận hòa, Zenit đã giành được 40 điểm, lập kỷ lục mới tại giải Premier League của Nga. Trong kỳ chuyển nhượng mùa hè năm 2010, Spalletti đã mang về câu lạc bộ những bản hợp đồng đầu tiên của mình như tiền đạo Aleksandr Bukharov và tiền vệ Sergei Semak từ Rubin Kazan, hậu vệ Aleksandar Luković từ Udinese và Bruno Alves từ Porto.

Vào ngày 25 tháng 8 năm 2010, Zenit có thua trận đầu tiên dưới thời Spalletti truốc đội Auxerre của Pháp và không thành công trong việc cạnh tranh nhóm dự Champions League và phải tham dự Europa League. Ngày 3 tháng 10, Zenit đánh bại Spartak Nalchik để lập kỷ lục mới tại giải Premier League của Nga chuỗi các trận đấu liên tiếp bất bại, với 21 trận kể từ khi bắt đầu mùa giải. Tuy nhiên, vào ngày 27 tháng 10, Zenit đã nhận thất bại đầu tiên của mùa giải này dưới tay của đối thủ Spartak Moscow khi, chỉ còn 7 vòng đấu nữa là kết thúc giải vô địch qốc gia, qua đó đánh mất thành tích bất khả chiến bại. Vào ngày 14 tháng 11, Zenit đánh bại Rostov để giành danh hiệu vô địch trước hai trận đấu khi mùa giải kết thúc.

Zenit cũng đã vượt qua vòng đấu loại trực tiếp của Europa League 2010-11, sau đó đánh bại đội bóng của Thụy Sĩ, Young Boys ở vòng 1/16. Vào ngày 6 tháng 3 năm 2011, Zenit giành chiến thắng trước CSKA Moscow tại Siêu cúp Nga, danh hiệu thứ ba của đội bóng nước Nga dưới thời Spalletti. Tuy nhiên, vào ngày 17 tháng 3, Zenit bị loại khỏi Europa League, sau khi để thua đội bóng đến từ Hà Lan, Twente với tổng tỉ số 2-3 tại tứ kết.

Trong Champions Cup 2011-12, Zenit đã bắt đầu giai đoạn nhóm vào nhóm G cùng với Porto, Shakhtar Donetsk và APOEL. Vào ngày 6 tháng 12 năm 2011, đội đã hoàn thành vòng bảng ở vị trí thứ hai và lần đầu tiên trong lịch sử của câu lạc bộ đủ điều kiện tham dự vòng knockout của Champions League. Ở vòng 16, Zenit đối đầu với Benfica của Bồ Đào Nha, mặc dù giành chiến thắng 3-2 ở sân nhà nhờ hai bàn thắng của Roman Shirokov và một của Sergei Semak. Tuy nhiên, ở trận lượt về ở Lisbon, Zenit thua 0-2 và đã bị loại khỏi giải đấu.

Vào tháng 4 năm 2012, Zenit giành chức vô địch Nga lần 2 sau khi đánh bại Dynamo Moscow.

Thời Villas-Boas

Sau một loạt các kết quả đáng thất vọng ở cả Champions League và giải Premier League, Spalletti đã bị sa thải vào ngày 11 tháng 3 năm 2014. Một tuần sau, câu lạc bộ thông báo họ đã đàm phán thành công một thỏa thuận kéo dài hai năm với André Villas-Boas, người đã bị sa thải cách đó vài tháng khi thất bại trong vai trò huấn luyện viên của Tottenham Hotspur ở Anh. Tại Europa League mùa giải 2014-15, Zenit đã bị Sevilla đánh bại trong trận tứ kết. Vào tháng 5 năm 2015, Zenit giành danh hiệu vô địch quốc gia đầu tiên tại giải vô địch bóng đá quốc gia Nga dưới quyền của Villas-Boas vào đêm trước ngày kỷ niệm 90 năm thành lập câu lạc bộ. Zenit sau đó đánh bại Lokomotiv Moscow vào năm 2015 trong trận tranh Siêu Cúp Nga sau khi hòa nhau 1-1 và giành chiến thắng 4-2 trên chấm phạt đền.

Sau đó vào năm 2015, Villas-Boas thông báo rằng ông sẽ rời câu lạc bộ sau khi mùa giải 2015-16 kết thúc. Tại Champions League năm 2015-16, Zenit đã bắt đầu chiến dịch ở vòng bảng và họ đã giành được thành tích nhất bảng đấu có sự góp mặt của Valencia, Lyon và Gent. Họ đã kết thúc giai đoạn vòng bảng với thành tích tốt nhất của hơn bao giờ hết, chiến thắng năm trong tổng số sáu trận đấu. Tuy nhiên, sau đó họ đã bị loại khỏi Cúp châu Âu ở vòng 16 khi thua câu lạc bộ của Bồ Đào Nha, Benfica.

Vào ngày 24 tháng 5 năm 2016 Villas-Boas rời câu lạc bộ vào cuối mùa giải, ngay sau đó Mircea Lucescu dược chỉ định HLV mới của Zenit.

Thời Lucescu

Vào tháng 7 năm 2016, Zenit giành Siêu cúp Nga sau chiến thắng 1-01 trước CSKA Moscow.

Tại Europa League mùa giải 2016-17, Zenit bắt đầu giai đoạn ở bảng D cùng với Maccabi Tel-Aviv, AZ Alkmaar và Dundalk. Vào ngày 8 tháng 12 năm 2016, đội đã hoàn thành các trận ở vòng bảng ở vị trí đứng đầu và đủ điều kiện lọt vào giai đoạn knockout của Europa League. Ở vòng 1/32, Zenit phải đối mặt với câu lạc bộ của Bỉ, Anderlecht và bị loại sau tổng tỉ số 3-3 do luật bàn thắng trên sân khách. Trong giải vô địch quốc gia, màn trình diễn của Zenit vào sau kì nghỉ đông là quá thất vọng và vì vậy câu lạc bộ đã đứng thứ ba chung cuộc và lỡ mất cơ hội dự Champions League năm thứ hai liên tiếp. Zenit cũng bị loại ở vòng 1/16 bởi FC Anzhi Makhachkala với trận thua 0-4 tại Cúp quốc gia Nga. Mùa đầu tiên và cũng là cuối cùng của Mircea Lucescu là một sự thất vọng hoàn toàn bất chấp những mong đợi.