W 2014 roku startowała na igrzyskach olimpijskich w Soczi, gdzie jej najlepszym wynikiem było trzynaste miejsce w biegu indywidualnym. Brała też udział w igrzyskach w Pjongczangu cztery lata później, gdzie zwyciężyła w sprincie i biegu pościgowym, zostając pierwszą w historii zawodniczką, która wygrała w obu tych konkurencjach na tych samych igrzyskachMartin Fourcade, Laura Dahlmeier win biathlon gold medals . Ponadto wywalczyła tam brązowy medal w biegu indywidualnym, plasując się za Hanną Öberg ze Szwecji i Anastasiją Kuźminą.
W maju 2019 roku zakończyła karierę sportowąLaura Dahlmeier Retires i została licencjonowaną przewodniczką górską i narciarską oraz członkinią służby ratownictwa górskiego.
Latem 2025 r. brała udział w wyprawie wysokogórskiej w paśmie Karakorum w Pakistanie. 8 lipca zdobyła szczyt Trango Towers (6287 m). 28 lipca około południa czasu lokalnego, wspinając się w stylu alpejskim na szczyt Laila Peak w towarzystwie partnerki wspinaczkowej, Mariny Krauss, została uderzona przez obryw skalny na wysokości ok. 5700 metrów. Krauss podjęła nieudaną próbę dotarcia do poszkodowanej. Następnego dnia do akcji włączył się śmigłowiec wojskowy i dostrzegł himalaistkę. Na podstawie obserwacji z powietrza stwierdzono, że Dahlmeier zginęła na miejscu.