År 1999 blev han universitetslektor och sedan 2008 professor på Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Campus Norrköping. Hans forskning riktades mot elektroniska och transportegenskaper hos nanostrukturer och funktionella plasmoniska och fotoniska komponenter.
År 2013 anslöt han sig till Laboratoriet för organisk elektronik, där han för närvarande leder en teori- och modelleringsgrupp. Prof. Igor Zozoulenko forskningsintresse under de senaste åren har varit inriktade på simulering och modellering av elektroniska egenskaper, morfologi och elektronisk- och jontransport hos organiskt material och komponenter. För närvarande består gruppen av fyra postdoktorer och en doktorand.
Prof. Igor Zozoulenko är också aktiv i undervisningen. Sedan 1996 har han varit kursledare i åtta grund- och sex doktorandkurser vid Linköpings universitet. År 2005 nominerades han av studenter för priset "Gyllene Moroten". För närvarande är Prof. Zozoulenko forskarstudierektor på ITN, och ledamot av Forskarutbildningsnämnden vid Tekniska fakulteten på Linköpings universitet.