Het jaar 2009 begon voor Van Dijk met een hersenschudding. Op de baan ging Van Dijk net als diverse andere rijdsters met een zwaarder verzet rijden. Dit pakte goed uit bij de wereldbekerwedstrijd in februari in Kopenhagen, waar ze de individuele achtervolging won en tweede werd in de puntenkoers. Een maand later kon ze echter niet haar reputatie als wereldkampioene waarmaken bij het WK baanwielrennen en haar prestaties waren zelfs, zonder verklaring, slechter dan in Kopenhagen en het WK van het jaar ervoor. Ze bereikte geen enkele keer het podium. Voor het wegseizoen werd Van Dijk gecontracteerd door de commerciële wielerploeg Team Columbia-HTC. Alhoewel de naam een aantal keer veranderde, zou ze bij deze ploeg tot 2013 blijven rijden. Het wielerseizoen startte niet gelukkig met een sleutelbeenbreuk na een val in de Ronde van Gelderland en ze kon zes weken niet fietsen. Bijna direct na haar revalidatie, in juli, verdedigde ze succesvol haar tijdrittitel op de Europese kampioenschappen (onder 23). Twee weken nadat ze de tijdrit op het WK wielrennen gereden had, sloeg Van Dijk het NK baanwielrennen over dat dit jaar vroeg in het baanseizoen viel. Ze nam rust om zich voor te bereiden op de wereldbekerwedstrijden baanwielrennen.