Am 4. Januar 2006 konnte er in Innsbruck zum ersten Mal ein Weltcup-Springen für sich entscheiden und erreichte somit seinen ersten Sieg bei einem Einzelspringen der Vierschanzentournee. Bei der Skiflug-WM 2006 in Tauplitz gewann er die Goldmedaille im Team-Skifliegen. Seinen größten Erfolg sicherte sich Lars Bystøl in Pragelato bei den Olympischen Winterspielen 2006. Dort wurde er Olympiasieger von der Normalschanze und auf der Großschanze holte er die Bronzemedaille. Überdies gewann er die Bronzemedaille mit der norwegischen Mannschaft. In der nacholympischen Saison war er völlig außer Form, wurde mit 28. als bester Platzierung 76. im Gesamtweltcup.