En 2001, Ielena Zadorojnaïa remporte la médaille de bronze du 3 000 mètres lors des Championnats du monde en salle de Lisbonne, puis se classe sixième du 5 000 mètres des Championnats du monde d'Edmonton. L'année suivante, la Russe monte sur la troisième marche du podium des Championnats d'Europe de Munich où elle s'incline sur 5 000 m face à l'Espagnole Marta Dominguez et à l'Irlandaise Sonia O'Sullivan. En fin de saison 2002, elle remporte le 1 500 mètres de la Finale du Grand Prix se déroulant au Stade Charlety de Paris. Quatrième du 5 000 m lors des Championnats du monde 2003 puis lors des Jeux olympiques de 2004, Ielena Zadorojnaïa s'illustre durant la Finale mondiale de l'athlétisme 2004 en se classant deuxième du 3 000 m et troisième du 1 500 m. Elle décide de mettre un terme à sa carrière à l'issue de la saison 2005. Mais la Russe revient sur sa décision en 2008 en faisant son retour sur les pistes. Elle ne parvient pas à se qualifier pour les Jeux olympiques de Pékin.