Le Kényan limite ses apparitions sur les pistes, préférant axer sa préparation sur les Championnats du monde d'Osaka. En juillet 2007, à Alger, il s'adjuge la médaille d'argent des Jeux africains en s'inclinant devant son jeune compatriote Willy Komen. Il remporte ensuite les sélections kényanes et réalise son meilleur temps depuis la saison 2004 à l'occasion du meeting d'Athènes, en s'imposant en , troisième performance mondiale de l'année. En l'absence de Saif Saeed Shaheen, forfait sur blessure, Ezekiel Kemboi fait partie des favoris pour le titre lors des championnats du monde d'Osaka, au Japon. Il est cependant battu pour la troisième fois consécutive dans cette compétition, cette fois-ci par son compatriote Brimin Kipruto, qui s'impose en , devant Kemboi () et Richard Mateelong (). En juillet 2008, Kemboi établit son meilleur temps de l'année en , à Athènes, et remporte par ailleurs les difficiles sélections olympiques kényanes de Nairobi devant Brimin Kipruto et Richard Mateelong. Accusé d'avoir couru de manière irrégulière par Paul Kipsiele Koech mais également par l'ancien champion olympique Kipchoge Keino, il déclare quelques heures après la compétition : . Pourtant, en finale olympique, Ezekiel Kemboi établit la plus mauvaise course de sa carrière en grand championnat en ne prenant que la septième place en , terminant à plus de six secondes de Brimin Kipruto, vainqueur de son premier titre olympique devant Mahiedine Mekhissi et Richard Mateelong. Il retourne cependant dans son pays après les Jeux accompagné des médaillés kenyans, puis revient en Europe pour disputer la finale mondiale de l'IAAF, à Stuttgart, où il termine deuxième de la course, derrière Paul Kipsiele Koech.