Наибольшую известность Гржимеку принесла его работа по сохранению Серенгети. В течение нескольких лет вместе со своим сыном Михаэлем он изучал его животный мир, в основном с помощью подсчета миграций диких животных с самолёта. Во время одного из таких полётов его сын разбился при столкновении самолета с грифом. Об этой работе Гржимек снял документальный фильм и написал книгу «Серенгети не должен умереть!»; они имели большой успех и послужили одной из причин создания национального парка и заповедника Серенгети.