I VM 2013 i Val di Fiemme ble det fire gull og én sølv på de fem distansene Bjørgen gikk. På den første VM-distansen, sprint klassisk vant hun foran Ida Ingemarsdotter og Maiken Caspersen Falla. På 15 km duatlon ble det firedobbel norsk seier: Bjørgen vant foran Therese Johaug, Heidi Weng og Kristin Størmer Steira. Det var Bjørgens tiende VM-gull, og hun passerte dermed Bjørn Dæhlies ni VM-gull. På 10 km fri teknikk med individuell start ledet også Bjørgen underveis, men måtte til slutt ta til takke med sølv, slått av Therese Johaug med russiske Julija Tsjekaljova på tredjeplass.