Der jüngere Bruder des Weltmeisters und OlympiasiegersPetter Northug gewann bei dennordischen Juniorenweltmeisterschaften 2010 inHinterzarten die Goldmedaille im Sprintwettbewerb und mit der norwegischen Staffel.[1][2] Schon ein Jahr zuvor überzeugte er bei den Juniorenweltmeisterschaften 2009 in Praz de Lys Sommand, wo er mit der norwegischen Staffel die Bronzemedaille gewann und in den Einzelwettbewerben Top-Ten-Platzierungen erreichen konnte. Nach einem achten Platz im Scandinavian Cup inLygna wurde er im März 2010 für sein erstesWeltcuprennen nominiert. Beim Sprintweltcup inDrammen überstand er die Qualifikation und gewann als 30. gleich bei seinem ersten Weltcupstart einen Weltcuppunkt. Nachdem er auch in derSaison 2010/11 in Sprintwettbewerben desScandinavian Cups überzeugen konnte, wurde er für den Weltcup inLiberec nominiert, wo er mit Platz 18 sein bisher bestes Karriereresultat erreichte. Im heimischen Drammen konnte er dieses Resultat sogar noch verbessern und erkämpfte sich den 14. Platz. Zu Beginn derSaison 2011/12 gelang ihm inDüsseldorf erstmals der Einzug in ein Halbfinale, wo er jedoch ausschied und den zwölften Platz belegte. In der Saison 2012/13 und 2013/14 startete er vorwiegend im Scandinaviancup, bei der er drei Rennen und 2013 die Gesamtwertung gewann. Zum Beginn der Saison 2014/15 erreichte er inRuka mit dem achten Rang im Sprint seine erste Top-Zehn-Platzierung im Weltcup. Es folgte ein sechster Platz im Sprint inDavos. Im Januar 2015 holte er im Sprint inOtepää seinen ersten Weltcupsieg. Bei dennordischen Skiweltmeisterschaften 2015 inFalun belegte er den sechsten Rang. Die Saison beendete er auf den siebten Platz im Sprintweltcup. Die Saison 2014/15 war mit Abstand die beste Saison seiner Karriere.
In den darauffolgenden Saisonen konnte Northug nicht mehr an seine Leistungen von 2015 anschließen. Sein letzter Weltcupstart erfolgte 2015 in Drammen. In der Saison 2016/17 erreichte er als bestes Saisonergebnis beim Scandinavian Cup in Madona den zweiten Platz.