Bjorndalen je na zimskim olimpijskim igrama debitirao 1994. u norveškom Lillehammeru, a to su jedine ZOI na kojima je nastupio a nije osvojio medalju.
Četiri godine kasnije u Naganu je osvojio zlato i srebro, u Salt Lake Cityju 2002. je osvojio četiri zlata, u Torinu 2006. je osvojio dva srebra i broncu, u Vancouveru 2010. je osvojio zlato i srebro, a na posljednjim ZOI u Sočiju 2014. je osvojio dva zlata.
Na drugom i trećem mjestu osvajača medalja su njegovi sunarodnjaci skijaši trkači Bjorn Daehlie i Marit Bjoergen. Daehlie je baš kao i Bjorndalen osvojio osam zlata i četiri srebra, ali nema broncu, dok je Marit Bjoergen osvojila šest zlatnih, tri srebrne i jednu brončanu medalju.
Najuspješnija hrvatska sportašica Janica Kostelić nalazi se na 20. mjestu sa četiri zlata i dvije srebrne medalje.
IME I PREZIME SPORT Z S B 1. Ole Einar Bjorndalen (Nor) 1998-2014 biatlon 8 4 1 2. Bjoern Daehlie (Nor) 1992-1998 ski trčanje 8 4 - 3. Marit Bjoergen (Nor) 2006-2014 ski trčanje 6 3 1 4. Ljubov Jegorova (Rus) 1992/1994 ski trčanje 6 3 - 5. Victor Ahn (Kor/Rus) 2006/2014 shorttrack 6 - 2 6. Lidija Skoblikova (SSSR) 1960/1964 brzo klizanje 6 - - 7. Claudia Pechstein (Njem) 1992-2006 brzo klizanje 5 2 2 8. Larisa Lazutina (Rus) 1992-2002 ski. trčanje 5 1 1 8. Clas Thunberg (Fin) 1924/1928 brzo klizanje 5 1 1 10. Thomas Alsgaard (Nor) 1994-2002 ski trčanje 5 1 - 11. Bonnie Blair (SAD) 1988-1994 brzo klizanje 5 - 1 12. Eric Heiden (SAD) 1980 brzo klizanje 5 - - 13. Raisa Smetanina (SSSR/ZND)1976-1992 ski trčanje 4 5 1 14. Sixten Jernberg (Šve) 1956-1964 ski trčanje 4 3 2 15. Ricco Gross (Njem) 1992-2002 biatlon 4 3 1 16. Galina Kulakova (SSSR) 1968-1980 ski trčanje 4 2 2 16. Kjetil-Andre Aamodt (Nor) 1992-2002 alp. skijanje 4 2 2 16. Sven Fischer (Njem) 1994-2006 biatlon 4 2 2 19. Ivar Ballangrud (Nor) 1928-1936 brzo klizanje 4 2 1 20. JANICA KOSTELIĆ (HRV) 2002/2006 alp. skijanje 4 2 - 21. Gunde Svan (Šve) 1984/1988 ski trčanje 4 1 1 21. Wang Meng (Kina) 2006/2010 shorttrack 4 1 1 23. Jevgenij Grišin (SSSR) 1956-1964 brzo klizanje 4 1 - 23. Aleksander Tihonov (SSSR 1968-1980 biatlon 4 1 - 23. Nikolaj Simjatov (SSSR) 1980/1984 ski trčanje 4 1 - 23. Matti Nykanen (Fin) 1984/1988 ski skokovi 4 1 - 23. Johann Olav Koss (Nor) 1992/1994 brzo klizanje 4 1 - 23. Andre Lange (Njem) 2002-2010 bob 4 1 - 23. Kevin Kuske (Njem) 2002-2010 bob 4 1 -