Dia bangkit kembali, namun, mengambil perak di 10.000 meter di Kejuaraan Dunia Atletik 2009, selesai di belakang Kenenisa Bekele. Zersenay telah memimpin untuk sebagian besar perlombaan, menetapkan kecepatan yang cepat, tetapi ia dikalahkan untuk emas oleh finish sprint Bekele. Setelah ini, ia memenangkan World Half Marathon ketiga
gelar, menetapkan rekor Kejuaraan 59:35 dan juga memenangkan medali perak dengan Eritrea dalam kompetisi tim. Medali emas di jarak setengah maraton membuatnya menjadi pelari kedua yang pernah memenangkan medali Kejuaraan Dunia di lomba lintas negara, trek dan jalan raya pada tahun yang sama, sebuah prestasi yang sebelumnya hanya dicapai oleh Paul Tergat.