Elle commence la saison 2010 par une deuxième place obtenue lors des Championnats du monde en salle de Doha où elle s'incline de justesse sur 3 000 m face à Meseret Defar. Fin juillet, Vivian Cheruiyot décroche son premier titre continental sénior à l'occasion des Championnats d'Afrique de Nairobi, s'imposant dans l'épreuve du 5 000 m face à Meseret Defar et Sentayehu Ejigu. Elle dispute et remporte la première édition de la Ligue de diamant grâce notamment à ses trois victoires obtenues lors du meeting Athletissima de Lausanne, du Meeting Areva de Paris-Saint-Denis (où elle établit la meilleure performance mondiale de l'année 2010 en 14 min 27 s 41), ainsi que lors de la finale au Mémorial Van Damme de Bruxelles. Sélectionnée dans l'équipe d'Afrique lors de la première édition de la Coupe continentale, à Split, la Kényane remporte le 5 000 m devant Ejigu.En mars 2011, à Punta Umbría en Espagne, la Kényane s'adjuge le titre individuel des Championnats du monde de cross devant sa compatriote Linet Masai, bouclant les huit kilomètres du parcours dans le temps de 24 min 58 s. Elle remporte par ailleurs le titre mondial par équipes. Elle remporte sur 5 000 mètres les deux premiers meetings de la Ligue de diamant 2011, à Shanghai et Eugene, et établit fin à juillet à Stockholm un nouveau record du Kenya du 5 000 m en s'imposant en 14 min 20 s 87, quatrième meilleure performance mondiale de tous les temps sur la distance derrière les Éthiopiennes Tirunesh Dibaba et Meseret Defar.