W swoim ostatnim olimpijskim starcie, biegu na dystansie 50 km klasykiem był piąty.
Na mistrzostwach świata w Oslo w 2011 zdobył brązowy medal w biegu na 15 km stylem klasycznym, przegrywając tylko z Finem Mattim Heikkinenem i innym Norwegiem, Eldarem Rønningiem. Na tych samych mistrzostwach wspólnie z Rønningiem, Tordem Asle Gjerdalenem i Petterem Northugiem zdobył złoty medal w sztafecie. Na rozgrywanych dwa lata później mistrzostwach świata w Val di Fiemme wystąpił tylko w biegu łączonym na 30 km, w którym zdobył srebrny medal. Wyprzedził go tylko Dario Cologna, a trzeci był kolejny reprezentant Norwegii – Sjur Røthe. Na mistrzostwach świata w Lahti w 2017 trzy razy stawał na podium. W biegu łączonym ponownie był drugi, tym razem rozdzielając Siergieja Ustiugowa i rodaka, Finna Hågena Krogha. Drugi był też w biegu na 15 km stylem klasycznym, w którym przegrał tylko z Finem Iivo Niskanenem. W sztafecie Norwegowie w składzie: Didrik Tønseth, Niklas Dyrhaug, Martin Johnsrud Sundby i Finn Hågen Krogh zdobyli złoty medal. Kolejne trzy medale zdobył podczas mistrzostw świata w Seefeld dwa lata później. W biegu łączonym zajął trzecie miejsce, za Sjurem Røthe i Rosjaninem Aleksandrem Bolszunowem. Następnie zwycieżył w biegu na 15 km techniką klasyczną, wyprzedzając Aleksandra Biessmiertnych z Rosji i Iivo Niskanena.