Veerpalu sijoittui Val di Fiemmen MM-kilpailuissa 2003 neljänneksi 30 kilometrillä ja kahdeksanneksi 15 kilometrillä. Oberstdorfin MM-kilpailuissa 2005 hän oli 50 kilometrillä neljäs. 2006 Torinon olympialaisissa Veerpalu uusi 15 kilometrin perinteisen hiihtotavan kilpailun olympiavoittonsa. Runsaan viikon kuluttua olympiavoitostaan hän voitti Finlandia-hiihdon. Liberecin MM-kisoissa 2009 hän voitti 15 kilometrin perinteisen hiihtotavan kilpailun. Vancouverin olympialaisissa 2010 hän oli 50 kilometrillä kuudes.