En 2008-2009, l'Autrichien se révèle au grand public en obtenant de probants résultats individuels. Après un début de saison discret, il monte en effet par deux fois sur le podium lors de l'étape de Coupe du monde disputée à Ruhpolding. D'abord deuxième d'un sprint (son premier podium individuel), il confirme lors de la poursuite qui suit en prenant une troisième place, ceci à 20 ans. Parmi les commentaires sur ses performances figurent ceux du biathlète au palmarès le plus riche, Ole Einar Bjørndalen, qui déclare alors que Landertinger dispose de nombreuses qualités pour devenir l'une des stars du biathlon mondial. Dominik Landertinger confirme son début de saison à l'occasion des Championnats du monde 2009 disputés à Pyeongchang. Il y remporte en effet le premier et unique titre mondial de sa carrière en gagnant la mass start, ce malgré trois fautes au tir. Il décroche la médaille d'or devant son compatriote Christoph Sumann et le Russe Ivan Tcherezov. Dans l'épreuve du relais masculin, il est sacré vice-champion du monde au sein du quatuor autrichien. Lors de la dernière épreuve de la Coupe du monde, une mass start, Landertinger termine second et remporte du même coup le petit globe de cristal de la spécialité.