Bjørgen tok sitt tredje OL-gull 25. februar da hun gikk ankeretappen for det norske laget på 4 × 5 km stafett. Vibeke Skofterud, Therese Johaug og Kristin Størmer Steira var de andre på vinnerlaget. 27. februar tok Bjørgen sølv på 30 km klassisk, kun én meter bak Justyna Kowalczyk. Dermed tok Marit Bjørgen i alt tre gull, én sølv og én bronsemedalje i OL i Vancouver. For tredje gang klarte en norsk utøver å ta fem medaljer i ett og samme OL: Den første var skytteren Otto Olsen som tok tre gull og to sølv i Sommer-OL 1920 i Antwerpen og den andre var skøteløperen Roald Larsen som i vinter-OL 1924 tok to sølv og tre bronse (sølv på 1500 m og sammenlagt, bronse på 500 m, 5000 m og 10000 m). For sine fremragende prestasjoner i OL ble Bjørgen tildelt Fearnleys olympiske ærespris. Prisen ble overrakt på regjeringens fest for de OL-akkrediterte 17. april 2010.