z przyszłym mistrzem organizacji WBO w kategorii koguciej, Ratanachai Sor Vorapinem, a także z byłym mistrzem WBA w kategorii junior muszej, Keiji Yamaguchi).
24 września 2001 roku dostał szansę odzyskania mistrzowskiego pasa WBC, przegrał jednak na punkty z Masamori Tokuyamą. 20 grudnia 2002 roku doszło do walki rewanżowej, którą Filipińczyk ponownie przegrał, tym razem niejednogłośną decyzją sędziów.
Po tej walce Peñalosa miał dwa lata przerwy w boksowaniu. Po powrocie w 2004 roku wygrał kilka pojedynków (m.in. z byłym mistrzem świata WBO w kategorii koguciej, Mauricio Martinezem).
Tytuł mistrza świata WBO w kategorii koguciej 17 marca 2007 roku przegrał na punkty z Danielem Ponce de Leónem w walce o pas mistrzowski WBO w kategorii superkoguciej. Mimo tej porażki 11 sierpnia 2007 roku wystąpił w kolejnym, dziesiątym w karierze, pojedynku mistrzowskim, znokautował w siódmej rundzie Jhonnego Gonzáleza i zdobył tytuł mistrza świata WBO w kategorii koguciej. 6 kwietnia 2008 roku, w pierwszej obronie nowo zdobytego pasa mistrzowskiego, pokonał przez techniczny nokaut w ósmej rundzie byłego posiadacza tego tytułu, Ratanachaia Sor Vorapina.