Dibaba heeft Ethiopië vertegenwoordigd op de Olympische Spelen van 2012 en die van 2016 en heeft vanaf 2009 deelgenomen aan alle WK's. Het hoogtepunt in deze reeks was voor Dibaba haar titel op de 1500 m tijdens de WK van 2015 in Peking. Bovendien werd zij daar ook nog eens derde op de 5000 m.Op de WK indoor was zij nog succesvoller. Naast haar in 2012 veroverde wereldindoortitel op de 1500 m, wist zij tijdens de edities van 2014, 2016 en 2018 goud te behalen op de 3000 m. Bovendien werd zij bij deze laatste gelegenheid ook nog eens kampioene op de 1500 m.