Sesongen 2010/2011 gikk han inn til sin første verdenscupseier på tre år da han vant 15 km klassisk i Otepää. Under Norgesmesterskapet 2011 tok Rønning sin første nasjonale tittel individuelt da han vant 15 km klassisk. Han vant foran Martin Johnsrud Sundby og Thomas Alsgaard. I Ski-VM 2011 i Holmenkollen gikk Rønning inn til sølvmedalje på 15 km klassisk. Han var 13,3 sekunder etter den finske gullvinneren Matti Heikkinen. Han tok også gull på stafetten etter å ha gått en fantastisk 2. etappe, der han tok inn 22 sekunder på Johan Olsson fra Sverige.