Dibaba startet med friidrett som 14-åring og var blant verdenseliten som junior. Hun vant flere nasjonale titler, tok sølv på 5000 meter i junior-VM iKingston 2002 og vant gull under junior-VM i terrengløp i 2003. Hun satte gjeldende juniorverdensrekord på 5000 meter med tiden 14.30,88 iBergen i 2004.

Dibaba vant sitt første VM-gull i seniorklassen med seier på 5000 meter under VM iParis i 2003. Hun var da den yngste utøveren som hadde vunnet et individuelt VM-gull noensinne. Hun har i alt blitt verdensmester fem ganger: 5000 meter i VM 2003 og VM iHelsinki 2005 og 10 000 meter i VM 2005, VM iOsaka 2007 og VM iMoskva 2013. Hun er den eneste kvinnelige løperen som har vunnet både 5000 og 10 000 meter i samme VM. Hun er blitt verdensmester i terrengløp fire ganger: i kort og lang løype i Saint-Galmier i 2005 og i lang løype iFukuoka i 2006 og iEdinburgh i 2008.

Dibaba fikk sin første OL-medalje iAthen i 2004 da hun tok bronse på 5000 meter. Hun ble olympisk mester på 5000 og 10 000 meter under OL iBeijing i 2008. Hun er den eneste kvinnelige løperen som har vunnet 5000 og 1000 meter i samme OL. I 2012 vant hun gull på 10 000 meter og tok bronse på 5000 meter under OL iLondon. I 2013 vant hun gull på 10 000 meter under VM iMoskva. Under OL iRio i 2016 fikk Dibaba bronse på 10 000 meter.

Dibaba satte i 2008 verdensrekord på 5000 meter med tiden 14.11,15 påBislett stadion. Rekorden ble slått 7. oktober 2020 daLetesenbet Gidey løp inn til tiden 14.06,62 under et arrangementet iValencia iSpania kalt World record day.

• friidrett
• friidrett – utvikling av verdensrekordene

• World Athletics: Utøverprofil Tirunesh Dibaba