La segona medalla d'or de Martin Fourcade en uns Jocs Olímpics no es va fer esperar i se la va penjar al coll tres dies després de guanyar la primera. Els 20 km van ser l'escenari d'una altra exhibició del nord-català, que va tornar a demostrar que és el biatleta més en forma del moment. El seu temps va ser de 49:31.7, i va superar per 12.2 segons l'alemany Erik Lesser, que va guanyar la medalla de plata (49:43.9). La tercera posició va ser per al rus Eugeni Garanitxev, que va sortir amb el dorsal número 1 i amb el suport del seu públic va completar un bon recorregut en un temps de 50:06.2. El germà de Martin, Simon, va ocupar la tretzena posició (51:29.9), a gairebé dos minuts del nou campió olímpic.

El de la Llaguna va fer el millor temps en el parcial dels 2,4 km però a partir d'aquí no va tornar a tenir el millor temps en les quatre zones de tir ni en diferents punts quilomètrics parcials fins al quilòmetre 18,4, després d'haver completat la quarta zona de tir. Martin Fourcade va fallar un tir i va penalitzar amb un minut en la segona zona –al quilòmetre 8,1–, i per això ja no va estar en les places de podi i es va situar a més de 40 segons del líder provisional. El nord-català va arribar a estar a 51,2 segons del primer classificat, però el seu encert en el tir –va encertar les altres 19 dianes– i la seva velocitat esquiant van fer que recuperés tot el terreny perdut.

No va ser fins després de la quarta zona de tir que Martin Fourcade es va tornar a situar amb el millor temps. L'alemany Erik Lesser va encertar els 20 tirs i això va fer que ocupés el primer lloc després de la quarta zona amb 9.6 segons d'avantatge respecte a Fourcade. En l'arribada el nord-català va fer el millor temps, superant el d'Eugeni Garanitxev –que encara era el millor– per 34.5 segons. Només l'alemany podia posar en perill el seu nou títol i la segona medalla d'or, però Erik Lesser no va poder mantenir l'avantatge en els 3,9 km d'esquí que hi havia des de la quarta zona de tir fins a la meta i al final va cedir 12.2 segons al nou campió olímpic.