A 2009-es világbajnokságon ezüstöt nyert a 10 000 méteres versenyen, Kenenisa Bekele mögött. Zersenay a verseny nagy részében vezetett, gyors tempót állított fel, de Bekele sprint-végére nyerte el az aranyat. Ezt követően megnyerte a harmadik világmérkőzését.
59:35-es rekordot állított fel a bajnokságban, és ezüstérmet nyert Eritreával a csapatversenyen. Az aranyérem a félmaratoni távolságon a második olyan futóvá tette, aki valaha is megnyerte a világbajnoksági érmet a cross country, a pálya és a közúti versenyeken ugyanabban az évben, amit korábban csak Paul Tergat ért el.