Anche nel 1975-1976 lo sciatore carinziano ottenne prestigiosi successi in Coppa del Mondo, tra i quali la discesa libera della 3-Tre di Madonna di Campiglio il 12 dicembre, la discesa libera e la combinata di Wengen del 10 e 11 gennaio e, per la seconda volta in carriera, la discesa libera della Streif di Kitzbühel il 25 gennaio; a fine stagione si aggiudicò la sua seconda coppa di cristallo di discesa libera, con 47 punti di vantaggio sull'italiano Herbert Plank. Ai XII Giochi olimpici invernali di , dopo esser stato portabandiera dell'Austria durante la cerimonia di apertura, Klammer vinse la medaglia d'oro nella discesa libera, valida anche ai fini dei Mondiali 1976, con un vantaggio di 33 centesimi sul campione uscente, lo svizzero Bernhard Russi, suo grande rivale. In quella sua prima presenza olimpica Klammer prese parte anche alla gara di slalom gigante, senza concluderla.