Pikajuoksussa kilpaillut Jelimo voitti 2007 alle 20-vuotiaiden Afrikan-mestaruuden 400 metrin juoksussa ja sijoittui 200 metrillä seitsemänneksi. Hän siirtyi 800 metrille kaudeksi 2008. Keväällä 2008 hän voitti Afrikan-mestaruuden 800 metrillä ja hopeaa 4 × 400 metrin viestissä. 24. toukokuuta 2008 hän juoksi Hengelossa 800 metrillä uuden nuorten maailmanennätyksen ja Kenian ennätyksen 1.55,76. 1. kesäkuuta 2008 hän paransi Berliinin Kultaisen liigan osakilpailussa ennätyksiään ja juoksi ajan 1.54,99, joka oli tuolloin kautta aikojen kuudenneksi paras aika ja uusi Afrikan ennätys. 18. heinäkuuta 2008 Kultaisen liigan osakilpailussa Pariisissa hän paransi ennätystään kaksi sadasosaa juosten ajan 1.54,97 Pekingin olympialaisissa 2008 Jelimo voitti olympiakultaa ensimmäisenä kenialaisnaisena. Hän paransi omaa ja nuorten maailmanennätystään aikaan 1.54,87. Zürichin kultaisen liigan osakilpailussa 29. elokuuta 2008 hän juoksi kautta aikain kolmanneksi parhaan ajan 1.54,01. Ennen kultaisen liigan viimeistä osakilpailua Brysselissä, hän oli korkeushyppääjä Blanka Vlašićin ohella ainoana kiinni pääpalkinnossa. Vlašić jäi Brysselissä lajissaan toiseksi, mutta Jelimo voitti lajinsa ja oli ainoa kaikissa kuudessa osakilpailussa lajinsa voittanut urheilija. Saavutuksestaan hän tienasi miljoonan Yhdysvaltain dollarin potin. Hän voitti myös . Jelimo voitti vuonna 2008 kaikki juoksemansa 800 metrin kilpailut ja alitti kaksi minuuttia 12 kertaa.