A oportunidade surgiu, em fevereiro de 1967, no Hospital das Clínicas, em São Paulo, onde Zerbini trabalhava. Mas ele foi proibido de fazer a cirurgia pela direção do hospital que, cautelosa, não se contentava com os 125 cachorros transplantados por sua equipe. Dez meses mais tarde, o médico sul-africano Christiaan Barnard foi o pioneiro. Tendo realizado menos cirurgias caninas que Zerbini, ele operou Lois Washkansky, que não era um paciente condenado.
Graças a Zerbini, o Brasil acabou sendo o terceiro país do mundo a realizar um transplante cardíaco, 26 de maio de 1968. No Hospital das Clínicas, em São Paulo, o boiadeiro mato-grossense João Ferreira da Cunha recebeu o coração e sobreviveu por mais 27 dias.
Em 3 de junho de 1985, ao operar Manuel Amorim da Silva, Zerbini fez também o primeiro transplante cardíaco do mundo em portador de Doença de Chagas.