Í 2012 vann hann gullverðlaun á Ólympíuleikunum í 3 metra stökkbretti fyrir karla.
Hann sigraði kínverska dýpara Qin Kai og He Chong. Hann vann einnig silfurverðlaun í 3 metra stökkbretti karla ásamt Evgeny Kuznetsov og keppti í 10 metra stökkbretti karla ásamt Victor Minibaev. Zakharov hlaut verðlaun FINA karlkyns dýfandans ársins 2012.