Kocsis Zoltán 1952. május 30-án született Budapesten. 1957 és 1963 között a Fővárosi Zeneiskola Szervezetben, a Bartók Béla Zeneművészeti Szakközépiskolában, majd a Liszt Ferenc Zeneművészeti Főiskola zongora szakán tanult Kadosa Pál és Rados Ferenc tanítványaként. Nemzetközi karrierje 18 éves korában indult, a Magyar Rádió Beethoven-versenyének megnyerésével. Fellépett a világ minden jelentős zenei központjában és számos vezető zenekarral hangversenyezett, mint például a Berlini Filharmonikusok, a Royal Philharmonic Orchestra, a Bécsi Filharmonikusok, a Chicagói Szimfonikus Zenekar, a San Franciscó-i Szimfonikus Zenekar.
Rendszeres sztárvendége volt több fontos fesztiválnak, többek között Edinburgh, Párizs, Tours, Luzern, Salzburg, Prága, Menton és olyan ismert karmesterekkel dolgozott, mint Claudio Abbado, Christoph von Dohnányi, Edo de Waart, Charles Mackerras, Ferencsik János, Lovro von Matacic, Charles Dutoit, Herbert Blomstedt és Michael Tilso Thomas.
1983-ban Fischer Ivánnal megalapította a Budapesti Fesztiválzenekart. 1987 óta karmesteri pályája mellett komponál is.
A Denon, Hungaroton, Nippon Columbia, Phonogram és Quintana lemezcégek részére készített több felvétel után Kocsis Zoltán hosszú éveken át a Philips Classics exkluzív művésze volt. A Hungaroton gondozásában és Kocsis Zoltán vezetésével 2006 decemberében útjára indult a Bartók Új Sorozat is. A sorozatban megjelenő CD-k közül többet rangos nemzetközi díjakkal (MIDEM Classical Award, Diapason d’or, Pizzicato Supersonic-díj) tüntettek ki.
Kocsis Zoltán 1997 ősze óta a Nemzeti Filharmonikus Zenekart vezeti. Az elmúlt években a Nemzeti Filharmonikusokkal Európa számos országában, valamint Japánban és az Egyesült Államokban koncertezett
Minden év május 30-án megtartott születésnapi koncertjének bevételét a Gyermekmentő Szolgálatnak ajánlotta fel.