Bjørndalen har deltagit i 6 OS (det första redan 1994) och 21 världsmästerskap med start 1995. I VM i Hochfilzen 2005 vann han 4 av 5 distanser och i OS i Salt Lake City 2002 vann han guld i alla fyra skidskytte-tävlingarna och blev därmed den tredje olympiern genom tiderna att ta maximala 4 guldmedaljer i ett och samma vinter-OS (numera är det 5 deltävlingar i OS och 6 i VM). Förutom de fyra guldmedaljerna blev han dessutom 4:a på 30 kilometer traditionell längdåkning.