Po bardzo dobrych startach na biathlonowych mistrzostwach Norwegii, uzyskał powołanie na igrzyska w Lillehammer. Jednak jego pierwszymi poważnymi osiągnięciami były trzy złote medale mistrzostw świata juniorów i zwycięstwo w biegu sprinterskim podczas kolejnej olimpiady (w 1998 roku w Nagano). Cztery lata później na Igrzyskach Olimpijskich w Salt Lake City zdobył złote medale we wszystkich konkurencjach biathlonowych, wygrał w sprincie, biegu pościgowym, biegu indywidualnym oraz w sztafecie. Na następnych igrzyskach (w 2006 roku w Turynie) Norweg wywalczył ''zaledwie'' dwa srebra (w biegu pościgowym i indywidualnym) oraz brąz (w biegu masowym). O.E. Bjørndalen sześciokrotnie wygrywał klasyfikację generalną Pucharu Świata (tzw. Kryształową Kulę). Na Igrzyskach Olimpijskich w Vancouver został wicemistrzem w biegu indywidualnym. Norweg ma także na swoim koncie 16 tytułów mistrza świata oraz 93 pucharowe zwycięstwa (92 zw. w biathlonie i jedno w biegach narciarskich).
