Dyrhaug debuterte i verdenscupen i langrenn på Beitostølen 21. november 2009. Han vant sitt første FIS-renn 16. januar 2011 i Surnadal. Han ble nummer 16 i Tour de Ski 2011/12. Han oppnådde sin første pallplassering i verdenscupen da han ble nummer tre sammenlagt i verdenscupfinalen som ble arrangert i Stockholm og Falun fra 14. til 18. mars 2012. Under Ski-VM 2015 i Falun gikk han første etappe for Norges lag som ble verdensmester på stafett.