Bei den Weltmeisterschaften 2009 in Berlin trat er erneut über 10.000 Meter an. Kurz nach der Hälfte setzte er sich an die Spitze und schüttelte mit einer Tempoverschärfung auf den nächsten vier Kilometern alle Konkurrenten ab bis auf Kenenisa Bekele, der kurz nach Beginn der letzten Runde seinerseits zu einem Schlussspurt ansetzte, dem der Eritreer nicht folgen konnte. Zersenay behauptete sich jedoch klar auf dem zweiten Rang und errang in 26:50,12 min die Silbermedaille. Bei den Halbmarathon-Weltmeisterschaften in Birmingham errang er seinen vierten Titel in Folge.