Under VM i skiskyting 2020 i Antholz vant Bø seks medaljer, hvorav tre gull og tre sølv. Han gikk ankeretappen på det norske laget som tok gull på blandet stafett, der Marte Olsbu Røiseland, Tiril Eckhoff og Tarjei Bø var de andre på det norske laget. Han var også med på å ta gull på parstafett sammen med Marte Olsbu Røiseland, og han vant individuelt gull på fellesstarten. Sølvmedaljene tok han på normaldistansen, jaktstarten og på stafetten sammen med Vetle Sjåstad Christiansen, Johannes Dale og storebror Tarjei Bø. Han vant ni verdenscuprenn denne sesongen og verdenscupen sammenlagt for andre år på rad.