Loginow wurde am 15. Februar 2020 Weltmeister im Sprint: Bei der WM in Antholz schlug er Quentin Fillon Maillet um 6,5 Sekunden. In der Verfolgung tags darauf lag er bis zum letzten Schießen in Führung, fiel dann durch einen Schießfehler hinter Émilien Jacquelin und Johannes Thingnes Bø zurück und gewann die Bronzemedaille. Am abschließenden Massenstartrennen der Herren nahm Loginow nicht teil, nachdem die italienische Polizei ihn zuvor im Zusammenhang mit Dopingvorwürfen vernommen und in der Nacht zuvor im Hotel aufgesucht hatte. Sein Trainer gab an, Loginow sei unter diesen Umständen psychologisch nicht in der Lage, einen Wettkampf zu bestreiten. Am Ende des Winters belegte er im Gesamtweltcup den siebten Rang und war damit wie im Vorwinter der bestplatzierte Russe.