Czwarty był też na dystansie 50 km techniką klasyczną podczas mistrzostw świata w Oberstdorfie w 2005. Tym razem w walce o podium lepszy o 3,6 sekundy był Norweg Odd-Bjørn Hjelmeset. Kolejny medal wywalczył na mistrzostwach świata w Libercu w 2009, gdzie zwyciężył w biegu na 15 km techniką klasyczną. Pozostałe miejsca na podium zajęli Czechy Lukáš Bauer oraz Fin Matti Heikkinen. Veerpalu został jednocześnie najstarszym zdobywcą złotego medalu w historii mistrzostw świata (miał wówczas 38 lat).
Wystartował na igrzyskach olimpijskich w Albertville w 1992, gdzie zajął 21. miejsce w biegu na 10 km techniką klasyczną, 42. w biegu łączonym, 44. w biegu na 30 km klasykiem oraz 10. w sztafecie. Na igrzyskach w Lillehammer w 1994 jego najwyższą lokatą było 26. miejsce w biegu na 50 km stylem klasycznym. Poza tym zajął 36. miejsce na 10 km klasykiem i 55. w biegu łączonym. Następnie wziął udział w igrzyskach olimpijskich w Nagano w 1998, gdzie był ósmy w biegu na 10 km techniką klasyczną, dziesiąty w sztafecie i dziewiętnasty na 30 km klasykiem. Podczas igrzysk olimpijskich w Salt Lake City w 2002 dwukrotnie stawał na podium. W biegu na 15 km stylem klasycznym zdobył złoty medal, zdobywając tym samym pierwszy w historii złoty medal olimpijski dla Estonii w tej konkurencji. Wyprzedził tam Frode Estila i swego rodaka, Jaaka Mae.