Completa la seguente frase: Pettersen è stato selezionato per far parte della squadra norvegese alle Olimpiadi invernali del 2010 a Vancouver, in Canada. Nel suo primo evento olimpico, il
sprint individuale, si è classificato sesto, uno dei tre norvegesi che sono arrivati alla fase finale della competizione. In seguito ha vinto una medaglia d'oro con il compagno di squadra Petter Northug nell'evento di sprint di squadra in un finale serrato con squadre provenienti da Germania e Russia. Originariamente, Pettersen non avrebbe gareggiato nell'evento, ma un ritiro all'ultimo minuto da parte del campione del mondo Ola Vigen Hattestad a causa di una malattia ha lasciato uno spazio aperto, e Pettersen è stato scelto per riempirlo. Un certo numero di squadre erano in competizione a seguito della prestazione di Pettersen durante la prima tappa della gara, e fu solo all'ultima collina che Northug superò i suoi avversari e prese il comando entrando nello stadio dove finì la gara.