Bei der Skiflug-Weltmeisterschaft 2004 in Planica wurde Ljøkelsøy Weltmeister im Einzel und mit dem Team. Die Saison 2003/2004 beendete er nach einem furiosen Saisonfinale als Zweiter im Gesamt-Weltcup, was er in der darauffolgenden Saison wiederholen konnte. Den besten Sprung seiner Karriere zeigte Ljøkelsøy 2004 in Oberstdorf, seine 223 Meter übertrafen den bisherigen Schanzenrekord um 10 Meter – bis dahin wurde es als unmöglich angesehen, auf der Heini-Klopfer-Skiflugschanze eine solche Weite zu stehen. Bei der Nordischen Skiweltmeisterschaft 2005 in Oberstdorf errang er die Silbermedaille im Springen von der Großschanze sowie die Bronzemedaille mit dem Team. Bei der Skiflug-Weltmeisterschaft 2006 in Tauplitz/Bad Mitterndorf (Kulm) konnte er seine Titel von 2004 erfolgreich verteidigen. Er gewann zweimal das Einzelspringen und errang so die Goldmedaille. Am nächsten Tag gewann er erneut die Goldmedaille mit seiner Mannschaft im Teamspringen. Damit ist Ljøkelsøy neben dem Österreicher Gregor Schlierenzauer der einzige Skispringer, der vier Skiflug-Goldmedaillen errungen hat.