Il 14 giugno 2014, all'età di 16 anni, arriva terza ai campionati nazionali etiopi sui 5000 m piani, vinti da Almaz Ayana, con il tempo di 16'19"30.[1]
Il 30 giugno 2019 arriva terza nei 3000 m al Prefontaine Classic, vinti dall'etiope (naturalizzata olandese) Sifan Hassan, precedendo la connazionale Genzebe Dibaba[2]. Con il tempo di 8'20"27, che rappresenta la sua migliore prestazione sulla distanza, e all'epoca rappresentava la settima prestazione di sempre outdoor[3].
Il 17 novembre 2019, a soli 21 anni, stabilisce il nuovo record mondiale dei 15km su strada con il tempo di 44'20", abbassando di quasi due minuti il precedente record stabilito da Tirunesh Dibaba nel 2009.[4]
Il 7 ottobre 2020, con il tempo di 14'06"62, stabilisce a Valencia il nuovo record mondiale dei 5000 m piani, abbassando di quasi 5 secondi il precedente primato della connazionale Tirunesh Dibaba risalente al 2008.[5]
L'8 giugno 2021 in occasione dei trial olimpici etiopi per selezionare gli atleti da inviare ai Giochi olimpici di Tokyo stabilisce il nuovo record mondiale dei 10000 m piani, con il tempo di 29'01"03, abbassando di quasi 6 secondi il precedente record stabilito da Sifan Hassan appena due giorni prima.[6]
Il 24 ottobre 2021, al suo debutto nella mezza maratona, stabilisce il nuovo record mondiale nella mezza maratona con il tempo di 1h02'52", diventando la prima donna a scendere sotto i 63 minuti nella mezza maratona.[7]
Al 2021, a soli 23 anni, la Gidey deteneva, contemporaneamente, i record del mondo nei 5000m piani, 10000m piani, 15 km e mezza maratona. Impresa mai riuscita prima a nessuna atleta.
Il 4 dicembre 2022 fa il suo debutto nella maratona alla maratona di Valencia giungendo al secondo posto, con il tempo di 2h16'49", dietro la connazionale Amane Shankule (che nell'anno successivo avrebbe vinto la medaglia d'oro nella Maratona ai Mondiali di Budapest).
Il tempo stabilito dalla Gidey rappresentava in quel momento il debutto più veloce, ed il sesto tempo di sempre, nella maratona femminile.
Il 3 settembre 2023, a Berlino, prova a stabilire nuovamente il record sui 5000m, dopo che il suo precedente record era stato battuto dalla kenyota Faith Kipyegon che aveva corso i 5000m in 14'05"20.
Tentativo non riuscito per poco più di 3 secondi, con il cronometro che si ferma a 14'08"79.[10]
Il 5 novembre 2023 arriva seconda alla maratona di New York con il tempo di 2h27'29", preceduta, di 6 secondi, dalla kenyota Hellen Obiri.[11]
Il 27 aprile 2024 arriva terza nei 5000m alla Shanghai/Suzhou Diamond League.
Il 14 giugno si tengono i trial dei 10000m per selezionare le partecipanti alle olimpiadi per la squadra Etiope, a cui Letesenbet Gidey non partecipa.
Il 7 luglio 2024 la federazione etiope rende nota la lista degli atleti partecipanti alle Olimpiadi di Parigi 2024. Tra questi non è presente Letesenbet Gidey.[12]