I sin världsmästerskapsdebut i Sapporo 2007 blev hon överraskande bronsmedaljör på avslutningsdistansen 30 km masstart i klassisk stil, trots två fall i början av loppet. Den 18-åriga Johaug blev därmed den yngsta individuella medaljören någonsin i ett VM i längdåkning. Två veckor senare tog hon guld i stafett och brons i 10 km jaktstart under junior-VM i Tarvisio. Hon avslutade sedan säsongen med att ta sitt första guld i seniorklassen på tremilen i Norgemästerskapen.