Brała udział w igrzyskach olimpijskich w Vancouver w 2010, zajmując 20. miejsce w sprincie techniką klasyczną. Na rozgrywanych cztery lata później igrzyskach olimpijskich w Soczi zwyciężyła w sprincie techniką dowolną, wyprzedzając Ingvild Flugstad Østberg i Słowenkę Vesnę Fabjan. Podczas igrzysk olimpijskich w Pjongczangu w 2018 dwukrotnie stawała na podium. W sprincie klasykiem była druga, rozdzielając Stinę Nilsson i Juliję Biełorukową. Kilka dni później wspólnie z Marit Bjørgen była trzecia w sprincie drużynowym stylem dowolnym. Wystartowała także na igrzyskach olimpijskich w Pekinie w 2022, gdzie w sprincie stylem dowolnym i sprincie drużynowym stylem klasycznym zajmowała ósme miejsce.
21 kwietnia 2022 roku za pośrednictwem mediów społecznościowych ogłosiła zakończenie kariery sportowej.
Osiągnięcia Igrzyska olimpijskie Miejsce Dzień Rok Miejscowość Konkurencja Czas biegu Strata Zwyciężczyni 20. 17 lutego 2010 Whistler Sprint stylem klasycznym 3:39,2 — Marit Bjørgen 1.15px 11 lutego 2014 Krasnaja Polana Sprint stylem dowolnym 2:35,5— 2.15px 13 lutego 2018 Pjongczang Sprint stylem klasycznym 3:03,84 +3,03 Stina Nilsson 3.15px 21 lutego 2018 Pjongczang Sprint drużynowy stylem dowolnymSkład drużyny: Marit Bjørgen, Maiken Caspersen Falla 15:56,47 +2,97 8.