Erste internationale Erfahrungen sammelte Letesenbet Gidey bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften 2015 in Guiyang, bei denen sie sowohl im Einzelbewerb in der U20-Altersklasse als auch mit dem Team die Goldmedaille gewann. Anschließend belegte sie bei den Jugendweltmeisterschaften in Cali in 9:04,64 min den vierten Platz im 3000-Meter-Lauf. Zwei Jahre später verteidigte sie bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften 2017 in Kampala ihre beiden Goldmedaillen und qualifizierte sich im 5000-Meter-Lauf für die Weltmeisterschaften in London, bei denen sie mit 15:04,99 min im Finale den elften Platz belegte. Bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften 2019 in Aarhus gewann sie in 36:24 min die Bronzemedaille in der Erwachsenenklasse und sicherte sich mit dem Team die Goldmedaille. Ende September gewann sie bei den Weltmeisterschaften in Doha mit neuer Bestleistung von 30:21,23 min die Silbermedaille über 10.000 Meter hinter der Niederländerin Sifan Hassan. Mitte November stellte Gidey beim Zevenheuvelenloop in Nijmegen eine neue Weltbestzeit über 15 Kilometer auf. In 44:20 min ist sie die erste Frau, die unter 45 Minuten blieb und verbesserte dabei die bisherige Marke der Kenianerin Joyciline Jepkosgei um mehr als eine Minute.