Convinto sostenitore della guerra all'Austria, si arruolò come medico chirurgo in Capo all'Armata toscana, in risposta all'appello di Giuseppe Garibaldi nella seconda guerra d'indipendenza. Dopo l'armistizio di Villafranca e le nuove elezioni, Zannetti nel 1860 fu chiamato a far parte del Senato del Regno d'Italia, assunse la Direzione del Consiglio Superiore di Sanità Militare e fu membro della Direzione provvisoria della Guerra in Toscana. Anche durante l'impresa dei Mille offrì il suo contributo e continuò a partecipare attivamente agli incontri del Comitato d'azione diretto da Giuseppe Dolfi. Fece parte della commissione per lo Statuto della Fratellanza artigiana italiana.