Karriere als Trainer
Zorniger war zwischen 2004 und 2009 Trainer des 1. FC Normannia Gmünd, der in der Oberliga Baden-Württemberg spielte. In der Saison 2008/09 belegte er den neunten Platz.
Er wurde von Lothar Mattner abgelöst, da er das Angebot erhielt, als Co-Trainer beim VfB Stuttgart unter Markus Babbel zu arbeiten. Ein halbes Jahr später, am 6. Dezember 2009, verließ Zorniger den VfB Stuttgart.
Am 1. Juli 2010 unterschrieb er beim Regionalligisten SG Sonnenhof Großaspach, um den damaligen Co-Trainer Rüdiger Rehm zu unterstützen. Dort wurde in der Saison 2011/12 der Aufstieg in die 3. Liga knapp verpasst.
Parallel dazu absolvierte Zorniger an der Hennes-Weisweiler-Akademie seine Trainerausbildung, die er als Jahrgangsbester des 58. Fußball-Lehrer-Lehrgangs (2011/12) abschloss.
RB Leipzig
Am 3. Juli 2012 wurde Zorniger Cheftrainer bei RB Leipzig. Er war damit Nachfolger des Österreichers Peter Pacult, dem zuvor durch den neuen Sportdirektor Ralf Rangnick gekündigt wurde.
In seinem ersten Jahr mit den Leipzigern stieg er 2013 in die 3. Liga und 2014 unerwartet früh auch in die 2. Liga auf. Nachdem man in der Rückrunde 2015 in der Tabelle den Kontakt zu den Aufstiegsplätzen verloren hatte, kündigte der Verein an, sich zum Saisonende von ihm zu trennen. Zorniger trat am 11. Februar 2015 vorzeitig selbst zurück.
VfB Stuttgart
Zur Saison 2015/16 übernahm Zorniger die Bundesligamannschaft des VfB Stuttgart als Nachfolger von Huub Stevens. Er erhielt einen bis zum 30. Juni 2018 gültigen Dreijahresvertrag. Nach nur zehn gewonnenen Punkten aus 13 Bundesligaspielen beendete der VfB Stuttgart am 24. November 2015 die Zusammenarbeit mit ihm.
Brøndby IF
Seit der Saison 2016/17 war Zorniger Trainer von Brøndby IF In den Spielzeiten 2016/17 und 2017/18 belegte er mit dem Verein in der dänischen Superliga den zweiten Platz, 2018 gewann er den dänischen Pokal. Im Februar 2019 wurde er als Cheftrainer der auf dem vierten Tabellenplatz befindlichen Mannschaft beurlaubt.
Apollon Limassol
Zur Saison 2021/22 übernahm Zorniger das Traineramt beim zyprischen Erstligisten Apollon Limassol. Gleich im ersten Jahr gelang der Gewinn der Meisterschaft. Nachdem der Club daraufhin in der 3. Qualifikationsrunde der UEFA Champions League 2022/23 gescheitert war, wurde Zorniger im August 2022 entlassen.