Ses résultats lors des championnats nationaux sur piste permettent à Ellen van Dijk de disputer la poursuite individuelle lors des deux dernières des quatre manche de la Coupe du monde sur piste 2007-2008, qualificatives pour les Jeux olympiques de Pékin. Elle est cinquième à Los Angeles et quatrième à Copenhague. Aux championnats du monde sur piste à Manchester, elle est cinquième de la poursuite individuelle et manque la qualification pour les Jeux olympiques : elle finit à la douzième place du classement UCI, et seules les onze premières sont qualifiées. Le lendemain de cet échec, elle remporte le titre de championne du monde du scratch. Elle attaque à huit tours de la fin de la course et aucune coureuse ne parvient à la rattraper. C'est son premier titre majeur en élite. Plus tard cette année, aux championnats d'Europe sur piste, elle gagne la course scratch et la course aux points et est médaillé d'argent de l'omnium et de la poursuite individuelle. Elle n'est pas sélectionnée pour le contre-la-montre sur route des Jeux olympiques. Elle remporte en juillet le championnat d'Europe du contre-la-montre des moins de 23 ans à Pettenasco–Stresa, puis en août l'étape contre-la-montre du Tour féminin en Limousin. En septembre, elle est vingtième du championnat du monde du contre-la-montre.