A 2018-as téli olimpiára mindkét számában kvalifikált, és február 17-én a játékok egyik legnagyobb meglepetését szerezve egy századmásodperccel megelőzve az osztrák Anna Veithet olimpiai bajnok lett szuperóriás-műlesiklásban. Ezzel ő lett a legsikeresebb cseh alpesisíző, az olimpiai bronzérmes Olga Charvátovát megelőzve. A BBC Ledecká győzelmét "minden idők legszebb olimpiai történetének" nevezte. Február 24-én hódeszkában parallel óriás-műlesiklásban is aranyérmet nyert. Ő lett az első, aki egy téli olimpián két nagyon különböző sportágban is olimpiai bajnok lett.