Na początku 2005 roku zwyciężył dwóch biegach juniorskich w Granåsen: na 10 km klasykiem oraz 15 km stylem dowolnym. W Pucharze Świata zadebiutował 9 marca 2005 roku w Drammen, gdzie zajął 35. miejsce w sprincie stylem klasycznym. Był to jego jedyny start pucharowy w sezonie 2004/2005 i wobec braku zdobytych punktów nie został uwzględniony w klasyfikacji generalnej. Końcem marca brał udział w mistrzostwach świata juniorów w Rovaniemi, gdzie zdobył medale we wszystkich konkurencjach. W biegu łączonym na 20 km oraz biegu na 15 km stylem dowolnym był najlepszy, a w sztafecie i sprincie klasykiem zajmował drugie miejsce. W tym samym roku norweski dziennik Verdens Gang poinformował, iż Northug został pierwszym juniorem, który podpisał kontrakt z austriackim producentem sprzętu narciarskiego, firmą FischerVG.no: Skifabrikkene sloss om Northug .
Pierwsze punkty Pucharu Świata zdobył już w swoim pierwszym starcie sezonu 2005/2006. Miało to miejsce 19 listopada 2005 roku w Beitostølen, gdzie zajął 21. miejsce w biegu na 15 km stylem klasycznym. W kolejnych zawodach punktował jeszcze ośmiokrotnie, w tym 8 marca 2006 roku w Falun pierwszy raz stanął na podium zawodów tego cyklu, od razu wygrywając bieg łączony na 20 km.