Puis, le 20 février, il remporte l'épreuve du relais mixte en compagnie de Marie Dorin-Habert, Anaïs Bescond et Simon Desthieux. Quatrième relayeur lors de la course, il rattrape l'Allemand Arnd Peiffer tout en creusant l'écart avec le Norvégien Emil Hegle Svendsen et remporte à cette occasion sa cinquième médaille d'or olympique. Il devient le sportif français le plus titré de l’histoire des JO, été et hiver confondus, le plus décoré aux Jeux d'hiver avec sept médailles, et le seul avec Jean-Claude Killy en ski alpin à Grenoble en 1968 à gagner trois titres dans les mêmes Jeux. Le 23 février, il est le troisième relayeur français à l'épreuve du relais hommes ; l'équipe termine à plus de des vainqueurs suédois.