Thomas Zehetmair hat den grössten Teil des Violinrepertoires eingespielt; zahlreiche seiner Veröffentlichungen sind vielfach ausgezeichnet. Zu diesen Aufnahmen gehören u. a. Bern Alois Zimmermanns Violinkonzert mit dem WDR Sinfonieorchester unter Heinz Holliger («Diapason d’Or de l’Année» 2009), die 24 Paganini-Capricen (Bestenliste «Preis der deutschen Schallplattenkritik» 2009, Midem Classic Award 2010), eine Einspielung von Elgars Violinkonzert mit dem Hallé Orchestra Manchester unter Mark Elder (Gramophone Award 2010) sowie Mozarts Violinkonzerte mit dem Orchestra of the Eighteenth Century unter Frans Brüggen, die als Referenzaufnahmen bezeichnet werden. Des Weiteren erschien im März 2011 bei ECM die Einspielung «Manto and Madrigals», auf welcher Thomas Zehetmair und seine Duo-Partnerin Ruth Killius eine Reise durch das moderne und zeitgenössische Repertoire für Violine und Viola unternehmen.

Thomas Zehetmairs Position als Chefdirigent wurde ergänzt durch zahlreiche Gastdirigate bei Orchestern wie z.B. dem Finnish Radio Symphony Orchestra, dem Hallé Orchestra Manchester, dem Residentie Orkest Den Haag, dem Stavanger Symphony Orchestra, der Camerata Salzburg (Salzburger Festspiele), dem Musikkollegium Winterthur und dem Seoul Philharmonic Orchestra. Als Solist ist er ausserdem immer wieder mit zahlreichen bedeutenden Orchestern zu hören.

Für seine vielseitige künstlerische Tätigkeit erhielt Thomas Zehetmair u. a. die Ehrenurkunde des Preises der Deutschen Schallplattenkritik sowie den Karl-Böhm-Interpretationspreis des Landes Steiermark. Thomas Zehetmair ist Ehrendoktor der Hochschule für Musik Franz Liszt in Weimar und der Newcastle University.