Найбільшу популярність Гжімеку принесли його роботи з охорони Серенгеті. Протягом кількох років він разом із сином Міхаелем досліджував місцеву фауну, здебільшого за допомогою підрахунків міграцій диких тварин із літака. Одного разу під час такого польоту його син загинув унаслідок зіткнення літака з грифом. Про цю роботу Гжімек зняв документальний фільм і написав книгу «Серенгеті не має померти!», які здобули великий успіх і стали однією з причин створення Національного парку та заповідника Серенгеті. Його документальні стрічки отримали нагороди — берлінський «Золотий ведмідь» і «Оскар». У 1973 році Гжімек розлучився із першою дружиною, а у 1978-му одружився з Ерікою, вдовою Міхаеля. Гжімек був головним редактором і автором багатьох статей у монументальній енциклопедії фауни «de:Grzimeks Tierleben», яка виходила у 1967—1975 роках і стала класикою. Разом із Конрадом Лоренцом він редагував найбільший німецькомовний популярний журнал про тварин «Das Tier», а також створював популярні телевізійні програми. Гжімек помер у 1987 році у Франкфурті, заснувши під час циркового шоу. Його прах згодом перенесли до Танзанії і поховали поруч із могилою сина, над кратером Нгоронгоро, який вони досліджували багато років.