Lengkepan kalimah di handap ieu: Pettersen dipilih pikeun ngagabung jeung tim Norwegia dina Olimpiade Usum Tiis 2010 di Vancouver, Kanada. Dina acara Olimpiade kahijina,
individual sprint, anjeunna nempatkeun kagenep, salah sahiji ti tilu Norwegia anu dijieun ka babak kompetisi final. Manéhna saterusna meunang medali emas jeung babaturanana Petter Northug dina acara tim sprint di finish deukeut jeung tim ti Jerman jeung Rusia. Mimitina, Pettersen henteu bade bersaing dina acara éta, tapi mundur menit terakhir ku juara dunya Ola Vigen Hattestad kusabab panyakit ninggalkeun slot kabuka, sareng Pettersen dipilih pikeun ngeusian éta. Sababaraha tim anu dina contention handap kinerja Pettersen urang salila leg kahiji lomba, jeung ieu teu nepi ka pasir panungtungan nu Northug diliwatan lawan sarta nyokot kalungguhan ngasupkeun stadion mana lomba réngsé.