Noble successeur de son compatriote Veikko Hakulinen , il remporta sept médailles olympiques aux Jeux de 1960, 1964 et 1968. Trois fois médaillé d'or :  les 15 (avec 40 secondes et 7 dixième d'avance) et 30 km (avec 71,6 secondes d'avance) en 1964 et le relais en 1960 ; deux fois médaillé d'argent : 15 km en 1968 et le relais en 1964 ; deux fois médaillé de bronze  : le relais et le 30 km en 1968. 

Champion du monde du 30 km en 1962 et 1966 (3e du 50 km en 1966; 2eme avec le relais en 1962 et 1966).

Pendant sa carrière, il a été soupçonné de dopage sanguin puisque sa numération érythrocytaire était supérieure de 20 p. 100 à celle des autres athlètes. Ce n'est que trente ans plus tard que des scientifiques ont découvert, après avoir testé deux cents membres de sa famille, que cinquante d'entre eux, y compris le skieur, étaient nés avec une particularité génétique rare ayant pour effet l’augmentation du nombre des globules rouges, riches en oxygène.