Его научный интерес в эти годы сосредоточен на проблемах логики. Результаты его логических исследований опубликованы в книгах: «Философские проблемы многозначной логики» (1960, защищена в качестве докторской диссертации); «Логика высказываний и теория вывода» (1962); «Основы научной теории научных знаний» (1967); «Комплексная логика» (1970); «Логика науки» (1972); «Логическая физика» (1972); «Логические правила языка» (1975, совместно с Х. Весселем на немецком языке). Из шести его монографий по логике, вышедших в Москве в период с 1960 — по 1972 гг., пять сразу же (с перерывом в один — два года) были переведены на английский или немецкий языки («Комплексная логика» — сразу на оба) и изданы в странах Западной Европы — явление для нашей философской науки исключительное, как в те годы, так и в наши дни. Корпус логических сочинений Зиновьева впоследствии дополнился обобщающими трудами «Очерки комплексной логики» (2000), «Логический интеллект» (2005), а также специальным исследованием «Логическая социология» (2002). Зиновьев явился одним из пионеров развития математической логики в России, внес вклад в такие её области как многозначная логика и теория логического следования. Одновременно он разрабатывает собственную логическую теорию, названную им комплексной логикой и исходящую из особого понимания самого предмета логики. Логика, считает он, имеет дело с языком, взятом лишь в одном качестве — в качестве искусственно изобретенной и отделенной от человеческого тела знаковой системы, призванной фиксировать, хранить, передавать и наращивать знания. Она выделяет в языке компоненты, образующие структуру знаний (термины, высказывания, терминообразующие и высказывающие операторы и другие производные от них и обслуживающие их знаки), подвергает их особой обработке и устанавливает правила оперирования ими. Он выступил против подмены логики математическим аппаратом, за восстановление её суверенитета как особой науки, лежащей в основе всех прочих наук, включая и математику. Он сформировал фундаментальное положение, согласно которому в науке не должно быть проблем, неразрешимых по вине логики. В целом его реформа логики была направлена на такое переосмысливание её основ, при котором она служит целям эмпирических наук.
Успехи и мировое признание, которое он получил в качестве логика, обернулись для Зиновьева трудностями в профессиональной работе, осложнили его взаимоотношения с коллегами. Это стало непосредственным толчком, побудившим его изменить тематику, а в каком-то смысле и вектор творчества.
В 1976 г. в Швейцарском издательстве «L’AGE D’HOMME» выходит написанная в подполье и тайно пересланная на Запад книга Зиновьева «Зияющие высоты», обозначившая новое направление его интеллектуальных усилий и круто изменившее его личную судьбу. Книга получила мировую известность, переведена более чем на двадцать языков. Рядом критиков она включается в десятку лучших романов прошлого столетия. Обозначая масштаб и глубину осуществленного в этом произведении художественного проникновения в жизнь, многие сравнивали Зиновьева с Рабле, Свифтом, Салтыковым-Щедриным. «Зияющие высоты» представляют собой критическое исследование советского социального строя, выполненное в художественной форме. Она была воспринята сквозь призму идеологического противоборства в холодной войне и фигура Зиновьева была клиширована в качестве антикоммуниста. Зиновьев был уволен с работы, выслан из страны, лишён гражданства и вместе с ним всех государственно санкционированных научных степеней, званий, боевых наград. Вокруг имени Зиновьева в СССР была создана атмосфера полного умолчания, нельзя было даже ссылаться на его логические труды, которые были перемещены в закрытые фонды библиотек. С 1978 по 1999 гг. он находился в эмиграции, жил в Мюнхене (Германия), не имея постоянного места работы и источника существования. Он много ездил по миру, участвовал в конференциях, выступал с лекциями в университетах, встречался с выдающимися писателями, мыслителями, политическими деятелями. В эти годы он продолжил научно-художественный анализ советского общества в романах и повестях: «Светлое будущее» (1978), «В преддверии рая» (1979), «Записки ночного сторожа» (1979), «Желтый дом» в двух томах (1980), «Гомо советикус» (1982), «Пара беллум» (1982), «Нашей юности полет» (1983). В 1980 г. выходит его научный труд «Коммунизм как реальность», за который по представлению Р. Арона он получил премию Алексиса де Токвиля. Одновременно появляется большое количество научно-публицистических статей, докладов, лекций, интервью, уточняющих и развивающих его теоретические и социально-политические позиции; они лишь отчасти опубликованы в авторских сборниках «Без иллюзий» (1979); «Мы и Запад» (1981); «Ни свободы, ни равенства, ни братства» (1983).
Зиновьев отбросил в качестве ненаучного господствовавший в официальном обществознании подход, который рассматривал реально возникшее в стране общество сквозь призму марксистских схем и меру его коммунистичности определял степенью соответствия этим схемам. По его мнению, общество советского типа и есть реальный коммунизм, другого коммунизма не существует, более того, он в принципе невозможен. С этой точки зрения он подверг критике марксистские представления о коммунизме в качестве светской, хотя и хорошо разработанной, идеологии, призванной скрыть сущность нового социального строя и тем самым способствовать его становлению и самосохранению. Наличие экономического и социального неравенства, классов, необходимость государства, денег и других факторов, включая многообразные уродства межчеловеческих отношений, которые считались историческими чертами и язвами капитализма, подлежащими уничтожению вместе с самим капитализмом, на самом деле являются нормальным выражением законов социальности.
Законы социальности, считал Зиновьев, суть законы экзистенциального эгоизма, которые от законов зоологического индивидуализма отличаются тем, что они в силу способности людей к познанию мира и рациональной организации своей деятельности обнаруживаются с большей изощренностью и неотвратимостью. Под законами социальности он понимает законы функционирования больших масс людей, следование которым является необходимым условием эффективной деятельности индивидов в качестве социальных субъектов, т. е. членов социальных объединений. В качестве одного из основополагающих таких законов он рассматривал закон, в силу которого социальное объединение расчленяется на тех, кто командует и тех, кто подчиняется, и распределение благ в нем происходит соответственно месту субъекта во властной иерархии. В социальных объединениях Зиновьев выделяет три основных аспекта: деловой, коммунальный и идеологический (менталитетный). Они характеризуют отношения, складывающиеся между социальными субъектами в зависимости от их деловой эффективности, места в иерархической социальной структуре и ментальных представлений. Конкретные общества отличаются друг от друга тем, какое из этих фундаментальных отношений человеческого общежития становится доминирующим и разворачивается в специальные закономерности, придающие ему своеобразный облик. Капиталистические общества сложились на преимущественной основе деловых (товарных) отношений и стали обществами экономическими. Общество советского типа выросло с преимущественной опорой на коммунальные отношения, превратившиеся в этом случае из общесоциальных законов в специальные закономерности функционирования коммунистического общества. Поэтому ключевым для понимания реального коммунизма является анализ отношений между людьми в трудовом коллективе и отношений между коллективами в обществе.
В ходе познания реального коммунизма Зиновьев пользуется как привычными для гуманитарных исследований жанрами статей, эссе, трактатов, так и новым специальным разработанным им для этих целей синтетическим научно-литературным жанром социологических романов и повестей. В первых он подвергает логической обработке язык, на котором люди думают и выражают свои мысли (говорят, читают, пишут) о социальных объектах вообще и о коммунистическом обществе в особенности. Во вторых раскрывает закономерности, механизм функционирования коммунистического общества и конструирует его живой объемный образ. Описывая советский коммунизм, Зиновьев в своих романах наглядно воссоздает его внутреннюю социальную сущность, отвлекаясь или оставляя на заднем плане все несущественные для понимания его социального качества детали, действуя в этом случае подобно художнику-карикатуристу, который выпячивает наиболее характерный признак изображаемого лица. Его страна Ибания из «Зияющих высот», гомо советикус из одноименной повести, Институт идеологии из «Желтого дома» — это Советский Союз, советский человек, советский коллектив, мысленно, в экспериментально очищенном виде воссозданные автором на основе научного исследования этих феноменов.
