Sin embargo, en 1998 ya era parte del equipo keniano y debutó en la escena internacional en Marruecos, ubicándose quinta en categoría mundial júnior.

Después de un período sin mayores éxitos, tanto en la pista atlética como en el campo a través, el 2006 debutó en la IAAF Golden League; mientras que en el World Athletics Final de Stuttgart acabó tercera en los 3000 m y quinta en los 5000 m. En 2007, consiguió una doble victoria en los 1500 y 3000 m en Albufeira; y en los Bislett Games impuso una marca nacional en los 5000 m en el segundo puesto de la prueba.

En esa carrera Cheruiyot se adelantó a Defar en los últimos 200 m, mientras que su compatriota Sylvia Kibet logró el segundo puesto.

En la temporada del 2011, se alzó por primera vez con la victoria en una carrera sénior de campo través en Punta Umbría.

La medalla de plata fue para su compatriota Sally Kipyego.

[11]​ Ese mismo año volvió en buena forma al campeonato del mundo que se realizó en Pekín.

Pero en los 5000 m, en la que Ayana era la favorita para alzarse con el triunfo, fue la keniata quien se adjudicó su primera medalla de oro olímpica al finalizar en 14:26,17 que además se convirtió en récord olímpico.