Sezon 2010/2011 Tarjei Bø rozpoczął w szwedzkim Östersund, gdzie zajmował miejsca w pierwszej piątce. Tydzień później podczas zawodów w Hochfilzen wygrał wszystkie indywidualne konkurencje, a w Pokljuce przed przerwą świąteczną stanął raz na podium co dało mu żółtą koszulkę lidera Pucharu Świata. Dobra dyspozycja norweskiego biathlonisty utrzymywała się, aż do marca oraz pozwoliła utrzymać przewagę w klasyfikacji generalnej Pucharu Świata aż do końca sezonu. Nieprzerwanie wyprzedzał on swojego kolegę z kadry Emila Hegle Svendsena. Mimo, że przewaga Bø raz była wysoka, a raz niska ostatecznie wynosiła 5 punktów, co dało mu Kryształową Kulę za najlepszego zawodnika sezonu. W tym roku wygrał również klasyfikację sprintu oraz biegu pościgowego. Oprócz tego na mistrzostwach świata w biathlonie w Chanty-Mansyjsku zdobył pierwszy w swojej karierze indywidualny złoty medal Mistrzostw Świata w biathlonie, do którego dodał również dwa złote za sztafetę i dwa brązowe za sprint oraz bieg na dochodzenie.