2009 verbesserte Dibaba beim Zevenheuvelenloop den Weltrekord im 15-km-Straßenlauf um 27 Sekunden auf 46:28 min. Eine hartnäckige Sprunggelenksverletzung verhinderte ihre Teilnahme an den Weltmeisterschaften in Berlin. 2010 wurde sie bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften in Bydgoszcz Vierte und verteidigte bei den Afrikameisterschaften in Nairobi ihren Titel im 10.000-Meter-Lauf erfolgreich. Nach einer längeren Verletzungspause gewann sie zum Jahresabschluss 2011 die San Silvestre Vallecana.