Johaug tok sin første pallplass i verdenscupen i sesongen 2008/09 på 15 km fristil, fellesstart i La Clusaz. Hun endte på sjetteplass sammenlagt i Tour de Ski 2008/09, etter at hun fikk bestetid på den siste etappen opp slalåmbakken i Val di Fiemme. Johaug var i god form på slutten av sesongen. Hun lå lenge an til å komme på pallen på tremila i klassisk i Granåsen, men hun hadde litt dårlige ski på slutten og siden det straffet seg å gå i tet på grunn av føret, ble hun til slutt nummer sju. I verdenscupfinalen fikk hun revansje, og ble nummer to på 10 km dobbel jaktstart (skiatlon), en bragd hun gjentok den påfølgende dagen da hun både ble nummer to på jaktstartetappen og i verdenscupfinaletouren.