Dia adalah satu-satunya atlet biatlon yang pernah memenangkan semua acara biatlon di Olimpiade Musim Dingin (2002 Salt Lake City Games). Ini mencakup acara sprint, pengejaran, individu, dan relay, yang terakhir bersama dengan tiga peserta lainnya. Dia adalah pesaing yang paling sukses di Olimpiade ini. Hal ini juga membuatnya menjadi atlet Olimpiade Musim Dingin ketiga yang memenangkan empat medali emas di satu Olimpiade, dan ia juga menjadi atlet biathlon pertama yang memenangkan lebih dari dua medali emas di satu Olimpiade. Selain itu, ia telah memenangkan ketiga kompetisi yang diselenggarakan di acara uji coba Olimpiade di Salt Lake City tahun sebelumnya. Ia juga meraih empat medali emas di Kejuaraan Dunia Biathlon 2005 di Hochfilzen, Austria dan di Kejuaraan Dunia Biathlon 2009
di Pyeongchang, Korea Selatan. Bjørndalen 95 biathlon Piala Dunia kemenangan dan satu lintas negara kemenangan adalah dua di belakang Gunda Niemann-Stirnemann rekor 98 Piala Dunia kemenangan untuk olahraga musim dingin atlet.