Le 11 février, lors du sprint, première épreuve des Jeux olympiques de Pyeongchang, Martin Fourcade commet trois erreurs au premier tir couché et perd toute chance de médaille. Sorti du pas de tir, il remonte, réalise le sans-faute au deuxième tir debout, et termine huitième à 22 secondes du vainqueur Arnd Peiffer. Il se dit mécontent et particulièrement frustré de cet échec. Mais le lendemain, il remporte un nouveau titre olympique de la poursuite, avec une seule cible manquée (au premier tir couché), creusant une avance d'environ 40 secondes sur ses plus proches poursuivants en arrivant au pas de tir pour le et dernier exercice carabine en mains. Sa réussite lui permet de brandir le poing face au camp français et d'aller gagner sa troisième médaille d'or olympique, pour ainsi rejoindre Jean-Claude Killy, le seul autre triple champion olympique français des Jeux d'hiver. Trois jours plus tard, Fourcade échoue au cinquième rang de l'Individuel dont il était champion olympique en titre et laisse l'or à son grand rival norvégien Johannes Thingnes Bø. Très déçu au terme d'une course qu'il dominait largement avant de faire deux fautes lors de ses deux derniers tirs, il déclare qu'il ressent une grande colère envers lui-même.