Detiene i record olimpici dei 5000 e dei 10000 m piani, specialità di cui ha detenuto anche i record mondiali. Dal 2002 al 2008 ha vinto 11 titoli mondiali seniores individuali nella corsa campestre.
Nel 2001 ai Mondiali di corsa campestre, all'età di 18 anni e 8 mesi (juniores), si piazza secondo nella corsa breve seniores (4 km), e il giorno dopo, nella gara juniores (8 km), vince con un distacco di 33 secondi sul secondo classificato. In giugno fallisce la qualificazione per i Mondiali di atletica, in quanto al meeting Golden Gala di Roma, valido per la selezione dei migliori tre etiopi da iscrivere ai 5000 metri iridati, è vittima di crampi muscolari. Conclude comunque la gara al 16º posto, quarto etiope.
Ai Mondiali di corsa campestre del 2002 si impone sia nella gara breve (4 km) che in quella lunga (12 km), primo uomo della storia a realizzare tale doppietta. Un infortunio al tendine di Achille lo tiene lontano dalle vittorie per il resto della stagione. In giugno si classifica terzo nei 5000 m alla Notturna all'Arena Civica di Milano, con il tempo di 13'26"58.
Nel 2004, a Birmingham (Regno Unito), realizza il record mondiale nei 5000 m indoor col tempo di 12'49"60. In marzo vince per la terza volta il doppio titolo mondiale nella corsa campestre sui prati di Bruxelles e migliora di oltre 2 secondi i record mondiali dei 5000 e dei 10000 metri piani, cancellando i primati stabiliti dal connazionale Gebrselassie nel 1998. Il primo record lo ottiene il 31 maggio ad Hengelo sui 5000 m che chiude in 12'37"35, migliorato di due secondi e un centesimo. Il secondo record lo realizza una settimana dopo, l'8 giugno, al meeting di Ostrava, nei 10000 m, distanza che corre in 26'20"31, di 2 secondi e 41 centesimi meglio rispetto al vecchio limite. Il 27 luglio viene nominato Ambasciatore dell'UNICEF. In agosto, ai Giochi olimpici di Atene, vince la medaglia d'oro nei 10000 m, mentre nei 5000 m perde il duello col marocchino Hicham El Guerrouj ottenendo la medaglia d'argento.
Il 2005 di Kenenisa Bekele comincia con un tragico lutto. Il 4 gennaio, la sua fidanzata Alem Techale, campionessa del mondo allievi nei 1500 metri piani nel 2003, gli muore accanto colpita da un infarto durante un allenamento ad Addis Abeba.[1] In marzo vince per la quarta volta consecutiva i Mondiali di cross a Saint-Galmier (Francia), sia sul tracciato breve (4 km), che lungo (12 km). Ai Mondiali di Helsinki vince per la seconda volta la medaglia d'oro sui 10000 m battendo il connazionale Sileshi Sihine e il keniotaMoses Mosop. Il 26 agosto, a Bruxelles, migliora il suo primato mondiale nei 10000 m piani correndo in 26'17"53 (record che verrà battuto solamente il 7 ottobre 2020 dall'ugandese Joshua Cheptegei con il tempo di 26'11"00).[2]
Nel 2006, ai Mondiali indoor di Mosca, vince la sua prima medaglia d'oro nei 3000 m piani, diventando così il primo atleta della storia a ricoprire contemporaneamente il titolo di campione mondiale su pista all'aperto, campione del mondo su pista al coperto e doppio campione mondiale nella corsa campestre. In quest'ultima specialità, sui prati di Fukuoka (Giappone), ottiene per il quinto anno consecutivo il doppio titolo mondiale sul tracciato breve (4 km) e sul tracciato lungo (12 km).
Nel 2007, a Birmingham, realizza il record mondiale indoor nei 2000 metri piani col tempo di 4'49"99. Ai Mondiali di Osaka (Giappone) conquista il terzo titolo mondiale consecutivo nei 10000 metri in 27'05"90. L'anno successivo, nuovamente a Birmingham, realizza il record mondiale indoor nelle 2 miglia (3 204 m), col tempo di 8'04"35. In marzo, sui prati di Edimburgo, vince i Mondiali di corsa campestre specialità cross lungo (12 km), conquistando il suo sesto titolo individuale seniores nel tracciato lungo. Il 16 agosto a Pechino vince per la seconda volta i Giochi olimpici correndo i 10000 m in 27'01"17, record olimpico tuttora imbattuto.
Nel 2009 vince due ori ai Mondiali di Berlino, conquistando il titolo sia sui 5000 m che sulla distanza doppia.[3][4] Nel 2010 Kenenisa Bekele non corre; il suo manager annuncia che l'atleta si prende un anno sabbatico e che rientrerà alle gare soltanto nel 2011.[5]
Nel 2014 esordisce in maratona a Parigi, vincendo la gara con il tempo di 2h05'03".
Il 25 settembre 2016 vince la maratona di Berlino con il tempo di 2h03'03", portandosi a soli 7 secondi del record mondiale stabilito da Dennis Kimetto nel 2014 sempre a Berlino.
Dopo due anni di infortuni torna il 29 settembre 2019 a disputare, vincendo, la maratona di Berlino. Il tempo di 2h01'41" manca di soli 2" il record realizzato l'anno precedente da Eliud Kipchoge.
Record nazionali
Seniores
2000 metri piani indoor: 4'49"99 (Birmingham, 17 febbraio 2007)
2 miglia indoor: 8'04"35 (Birmingham, 16 febbraio 2008)
5000 metri piani: 12'37"35 (Hengelo, 31 maggio 2004)
5000 metri piani indoor: 12'49"60 (Birmingham, 20 febbraio 2004)
10000 metri piani: 26'17"53 (Bruxelles, 26 agosto 2005)
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