Etter en sesong hvor Anorthosis hadde hevdet seg i Europa, trakk Ketsbaia seg fra stillingen som manger i april 2009. En måned senere ble han ansatt av laget han bare ni måneder tidligere hadde slått ut av Champions League, Olympiakos. Han signerte en treårsavtale og tok over etter Ernesto Valverde. Ketsbaias opphold i den greske storklubben ble kort, og allerede 15. september samme år trakk han seg etter at supporterne hadde vist sin misnøye med ham, selv om klubben ikke slapp inn et eneste mål under hans regime.