Het &lt;a href="wereldbeker%20langlaufen%202009/2010"&gt;wereldbekerseizoen 2009/2010&lt;/a&gt; verliep voor Northug wederom voorspoedig. In de eerste vijf wedstrijden wist hij drie individuele onderdelen te winnen en in de Tour de Ski behaalde hij drie etappezeges en een tweede plaats in de eindrangschikking. In 2010 nam Northug bovendien deel aan de Olympische Winterspelen in Vancouver, waar hij, ondanks een teleurstellende 41e plaats op de 15 km vrije stijl, uiteindelijk vier medailles in de wacht sleepte: goud op de 50 km klassiek en de teamsprint, zilver op de estafette en brons op de sprint.