Az Egyesült Államokban kezdetben laborokban dolgozott, fotózott, oktatófilmeket készített, reklám- és dokumentumfilmekben kapott munkát. Több mint egy évtizednek kellett eltelnie, mire operatőrként képes volt kitűnni az amerikai mezőnyből. Ebben segítette, hogy ismerte az európai filmszemléletet, a szovjet mozgóképművészettől a francia és olasz új hullámon át a magyarokig, és ezek összessége határozta meg a vizuális látásmódját. Operatőri látásmódja – a hangulati világítás, az emberi arc középpontba állítása, az emberi történetek bemutatása és a realista ábrázolás – egybeesett az 1960-as években kibontakozó amerikai független filmes kívánalmakkal.
Első jelentősebb munkája a Peter Fonda rendezte Bérelt kezek volt, majd Robert Altman rendező következett, aki teljes mértékben rábízta a McCabe és Mrs. Miller című, 1971-es westernjének képi megvalósítását. Együtt dolgozott Steven Spielberggel a Sugarlandi hajtóvadászat, majd a Harmadik típusú találkozások készítése során.
Ez utóbbi filmért 1978-ban Zsigmond Vilmos elnyerte a legjobb operatőri munkáért járó Oscar-díjat. Ezt követően Michael Cimino A szarvasvadászban teljesen szabad kezet adott az operatőrnek a képi világ és a világítás terén.
Többször dolgozott Woody Allennel, aki a világ legjobb operatőrének nevezte. 2007-ben negyedik alkalommal jelölték Oscar-díjra a Brian De Palma rendezte A fekete Dália című thriller fényképezéséért.
1999-ben megkapta az Amerikai Filmoperatőrök Társasága életmű-kitüntetését, 2000-ben Göncz Árpád, akkori köztársasági elnök, személyes megbecsülése jeleként Elnöki Aranyéremmel tüntette ki. 2001-ben a Corvin-lánc birtokosa, 2004-ben pedig szülővárosa, Szeged díszpolgára lett, ahol a Belvárosi Mozi egyik terme viseli a nevét.
A Hetek 2009 szeptemberében készített interjút Zsigmond Vilmossal (Mindig a maximumon, 2009. szeptember 25.). Ekkor nyilatkozta lapunknak: „A sikerhez szerencse is kell, de nagyon sokat kell dolgozni is érte. Nekünk az elején tíz éven át semmi sem jött össze, és csak lassan jutottam el addig a szintig, amelyet elutazásom előtt Magyarországon értem el. Kellett hozzá az elszántság, kellett az akaraterő és az önbizalom, hogy igenis be fogunk jutni a legjobbak közé, és persze a nyelvtudást is minél előbb meg kellett szerezni. Bennem egyébként már főiskolás koromban megfogalmazódott a gondolat, hogy mennyire szeretem a szakmát, és hogy szeretnék a legjobb lenni. Az attitűdömet azonban az édesapámtól örököltem, aki fantasztikus futballkapus volt a Makkabi Brnóban. Később edző lett belőle. Édesapám lényegében egyvalamire tanított meg engem: »Fiam, bármit teszel, csak akkor fogjál bele, ha a maximumot tudod kihozni. Ha pedig erre nem vagy képes az egyik dologban, akkor válassz egy másikat, olyat, amiben a legjobbat tudod adni« – mondta. Mindig ehhez tartottam magam,
és a kis munkákat, az alacsony költségvetésű filmeket is ugyanúgy komolyan vettem, mint a nagyjátékfilmeket. A kicsit nagyon meg kell becsülni, mert a kis munkákból jönnek a nagy munkák. Ha pedig az embernek egyszer sikerül egy jó rendezővel dolgoznia, akkor meg pláne be kell dobnia apait-anyait, mert csak akkor lesz újabb munkája, ha a maximumot nyújtja. Ha viszont elfárad és nem tud újítani, akkor leáll egy szinten, és ott reked meg a pályafutása.”
Tökfejek, boszorkányok, szellemek és csontvázak: honnan ered a Halloween valójában?
Több ezer éves hagyományokból épül fel a pogány szelleműző ünnep »
‘56 egy párizsi gyermek szemével
Külföldön is hatalmas izgalommal követték az akkori eseményeket »
Újév, rettenetes napok és a bűnbánat ereje
A rós hásánát követő időszak a önvizsgálat, bűnbánat, bűnvallás és a megtérés ideje »