Johaug sijoittui Vancouverin olympialaisissa 2010 yhdistelmäkilpailussa kuudenneksi ja 30 kilometrin perinteisellä seitsemänneksi. Norjan kultaa voittaneessa viestijoukkueessa hän hiihti toisen osuuden. Maailmancupkaudella 2009–2010 hän oli Salpausselän Kisoissa kolmas yhdistelmäkilpailussa ja kuului Norjan voitokkaaseen viestijoukkueeseen. Holmenkollenin 30 kilometrin vapaan hiihtotavan yhteislähtökilpailussa hän sijoittui kolmanneksi.