Bjørndalen odnosił też sukcesy w biegach. Trzykrotnie stawał na podium podczas zawodów Pucharu Świata w biegach narciarskich: 25 listopada 2001 roku w Muonio był drugi w biegu na 10 km stylem dowolnym, 22 grudnia 2001 roku w Ramsau był drugi na dystansie 30 km stylem dowolnym (w obu przypadkach wyprzedził go tylko Szwed Per Elofsson), a 18 listopada 2006 roku w Gällivare był najlepszy w biegu na 15 km. Najlepsze wyniki osiągał w sezonie 2001/2002, kiedy zajął 29. miejsce w klasyfikacji generalnej. Podczas igrzysk w 2002 roku, oprócz startów w biathlonie wystąpił też w biegu na 30 km stylem dowolnym, zajmując piątą pozycję (wśród Norwegów wyprzedził go tylko Kristen Skjeldal, który był trzeci). Trzy lata później wystartował w biegu na 15 km stylem dowolnym na mistrzostwach świata w Oberstdorfie, gdzie był jedenasty. Brał też udział w mistrzostwach świata w Sapporo w 2007 roku, gdzie na tym samym dystansie był trzynasty.
W czasie kariery mierzył 179 cm i ważył 64 kg. Był też przewodniczącym komitetu zawodniczego IBU.
Jego żoną była włoska biathlonistka, reprezentująca od sezonu 2006/2007 barwy Belgii, Nathalie Santer, która po ślubie zmieniła nazwisko na Santer-Bjørndalen. Małżeństwo zakończyło się rozwodem.