Lors des championnats du monde 2017 disputés à Hochfilzen, Martin Fourcade commence par remporter la médaille d'argent du relais mixte + avec Anaïs Chevalier, Marie Dorin-Habert et Quentin Fillon Maillet derrière l'équipe d'Allemagne avant de terminer en bronze dans le sprint gagné par Benedikt Doll suivi par Johannes Thingnes Bø, en raison de deux erreurs au tir. Mais dans la poursuite, le 12 février, le Français s'impose avec un 19/20 et remporte son dixième titre mondial individuel (et son quatrième en poursuite) avec une belle avance sur Bø suivi de son compatriote quadragénaire Ole Einar Bjørndalen. Fourcade s'adjuge sa médaille en autant d'épreuves disputées à Hochfilzen le 16 février : le bronze de l'Individuel 20 km remportée par l'Américain Lowell Bailey devant le tchèque Ondrej Moravec, tous deux auteurs d'un 20 sur 20 au tir, alors que le Français termine à 18 sur 20. Ce résultat lui permet d'enlever le petit globe de la discipline pour la deuxième année consécutive. Il conclut ensuite le relais hommes (précédé Jean-Guillaume Béatrix, Quentin Fillon Maillet et Simon Desthieux) avec la médaille d'argent derrière la Russie pour viser l'exploit inédit qui consisterait à monter sur les six podiums de ces Mondiaux. Mais deux erreurs au tir dans la mass start le condamnent pour conclure à la place de la course remportée par Simon Schempp.