Ellefsæter var kjent for sine prestasjoner i langrennsløypa med to gull under OL 1968 i Grenoble (50 km og 4 x 10 km stafett) som høydepunkt. Under VM på ski i Oslo i 1966 vant han gullmedalje på 4x10 km stafett og sølvmedalje på 15 km. I 1971 ble Ellefsæter første nordmann som vant Vasaloppet. Han var også den eneste nordmannen som hadde vunnet Vasaloppet fram til 2004 da Anders Aukland vant. Ellefsæter vant Birkebeinerrennet i 1961.