I oppkjøringen til sesongen 2016/2017 bommet Northug på treningsbelastningen, noe som gjorde at han fikk en kraftig formsvikt. For første gang valgte han å stå over Tour de Ski i håp om å finne formen igjen til Ski-VM i Lahtis senere på vinteren. Han prøvde seg i noen konkurranser og verdenscuprenn i januar og februar, men var fortsatt langt bak de beste. Det ble derfor reist tvil om hvorvidt det var riktig å ta ham ut til Ski-VM, men på sprint og 50 km hadde han friplass som tittelforsvarer. Da VM-troppen ble offentliggjort var Northug inne i varmen, mens Hans Christer Holund ble oppnevnt som hjemmeværende reserve. En uke før mesterskapet meldte Northug at han ville gi fra seg plassen til Holund slik at han selv kun ville være aktuell for øvelsene han var tittelforsvarer på (sprinten og femmila). Forventningene var følgelig ikke høye da sprinten ble arrangert som mesterskapets første øvelse, men Northug kom seg videre fra prologen og overbeviste også i kvartfinalen. I semifinalen gikk han videre på tid, og selv om han var sjanseløs i finalen fikk han opplevelsen av formen nå var på vei, noe som gjorde ham optimistisk med tanke på femmila. På femmila endte han på åttendeplass.