16 января 2004 года он дебютировал в НХЛ за команду «Миннесота Уайлд». 9 марта 2004 года забросил свою первую шайбу в НХЛ, поразив ворота «Сан-Хосе Шаркс». Перед началом сезона 2005/06 Михалек был обменян в «Финикс Койотис» на Эрика Веструма и Дастина Вуда. В «Финиксе он провёл лучшие годы своей карьеры. В сезоне 2005/06 установил личный рекорд по заброшенным шайбам за один сезон (9), а в следующем сезоне побил личные рекорды по голевым передачам (24) и набранным очкам (28) за сезон.
1 июля 2010 года Михалек заключил 5-летний контракт с «Питтсбургом» на общую сумму 20 млн.$. Михалек забил свой первый гол за «Питтсбург Пингвинз» 8 марта 2011 года в игре против «Баффало Сейбрз», тем самым помог своей команде одержать победу со счётом 3:1. 22 июня 2012 года «Питтсбург Пингвинз» обменяли Михалека обратно в «Финикс Койотис» на двух молодых игроков-защитника Харрисона Руоппа и голкипера Марка Чеверье. Также «пингвины» получили право выбора в третьем раунде драфта-2012. 2 марта 2015 года, в последний день обменов, «койоты» отправили Михалека в «Сент-Луис Блюз», получив взамен право выбора в третьем раунде драфта-2015. 1 июля 2015 года Михалек в третий раз вернулся в клуб из Аризоны, за который выступал до окончания сезона 2016/17 (практически целый сезон 2016/17 он провёл в АХЛ, играя за фарм-клуб «койотов» «Тусон Роудраннерс».
19 октября 2017 года Михалек вернулся в Чехию, подписав контракт с пражской «Спартой». Это был его первый опыт игры в чешской Экстралиге. Несмотря на большие амбиции «Спарты» сезон для клуба сложился не совсем удачно, команда выбыла в четвертьфинале плей-офф. Михалек вернулся в США, где проживает со своей семьей.
В начале следующего сезона он нигде не играл. 19 января 2019 года действующий чемпион Чехии «Комета Брно» объявил о подписании контракта со Збинеком Михалеком до конца текущего сезона. По словам самого Михалека, он перешёл в «Комету», так как клуб является одним из главных претендентов на золото чешского чемпионата. В итоге «Комета» заняла 4 место в Экстралиге, а Михалек покинул клуб после окончания сезона.
Чехия
Медиафайлы на Викискладе.svg){kind=small}
Обладатель Кубка Колдера 2002
Серебряный призер чемпионата мира 2006
Бронзовый призер чемпионата мира 2011
