Anfang März reiste Bø mit der norwegischen Mannschaft zu den Weltmeisterschaften 2015 nach Kontiolahti – an den Ort seiner drei Junioren-Weltmeistertitel von 2012 und seines Weltcuptriples aus dem Vorjahr. Im ersten Rennen, der Mixed-Staffel, blieb er fehlerlos. Eine Strafrunde durch Tiril Eckhoff verhinderte jedoch ein besseres Ergebnis als den dritten Rang. Die Bronzemedaille war somit das erste Edelmetall von Johannes Thingnes Bø bei den Weltmeisterschaften der Senioren. Zwei Tage später leistete er sich im Sprint zwar einen Fehler im stehenden Anschlag, profitierte aber von den windbedingt noch schlechteren Schießleistungen der Weltspitze. Mit seiner bekannten Stärke in der Loipe sicherte er sich den Titel vor dem Kanadier Nathan Smith und seinem Bruder Tarjei. Mit 21 Jahren krönte er sich zum jüngsten Sprintweltmeister seit dem Sieg von Mark Kirchner 1990. Die hervorragende Ausgangsposition konnte Bø im Verfolgungsrennen nicht nutzen. Diesmal unterliefen ihm selbst zu viele Schießfehler – er traf nur zwölf von 20 Zielscheiben und musste sich abgeschlagen mit Rang 31 begnügen. Im Einzel dagegen schaffte er mit einem siebten Platz wieder den Sprung in die Top Ten und mit der norwegischen Staffel erkämpfte er sich die Silbermedaille hinter Deutschland. Gleich bei seiner ersten Weltmeisterschaft konnte Johannes Thingnes Bø somit einen kompletten Medaillensatz sein Eigen nennen.