Niyonsaba voitti sisäratojen maailmanmestaruuden 800 metrillä Portlandissa 2016 Burundin ennätysajalla 2.00,01. Saman vuoden heinäkuussa hän juoksi Monacossa maansa ulkorataennätyksen 1.56,24. Riio de Janeiron olympialaisissa 2016 hän sai hopeaa ajalla 1.56,49. Hän paransi 800 metrin Burundin ennätyksen lukemiin 1.55,47 Monacossa 21. heinäkuuta 2017. Lontoon MM-kilpailuissa 2017 hän sai hopeaa ajalla 1.55,92. Hän voitti 800 metrin sisäratojen maailmanmestaruuden Birminghamissa 2018 Burundin ennätysajalla 1.58,31.