Det overordnede målet for Oxholm, og de øvrige norske landslagsløperne, foran 1980-sesongen var å ta igjen forspranget som amerikaneren Eric Heiden hadde opparbeidet seg. Og de var svært nære under OL i 1980 i Lake Placid. På sin første distanse, meter, gikk Oxholm ut med innbitt seiersvilje. Han passerte første meter på 1.21.6, en tid som ville vært verdensrekord på meter 14 år tidligere. Heiden, som gikk i paret etter, passerte til sammenligning på 1.25. Oxholm merket den harde åpningen og falt noe av mot slutten, men kom inn til en tredjeplass på distansen. Som på meter måtte Oxholm ut i første par på meter, og en tid ned mot verdensrekordnotering for nordmannen gjorde at Heiden måtte revurdere sitt eget løpsopplegg. Det holdt for Heiden, og Oxholm fikk sin andre bronsemedalje i OL. Oxholm avsluttet en sterk 1980-sesong med å bli nummer tre i allround-VM. Her imponerte han særlig på meter som han vant med en margin på sju sekunder til nummer to, verdensmesteren Hilbert van der Duim. Tom Erik Oxholm ble også norgesmester allround i 1980.