24-åringen, som radat upp pallplatser under säsongen, inledde med tre felfria skytten och såg ut att gå mot en komfortabel seger i norska Holmenkollen.
Men efter sjutton raka träff i masstarten avslutade Sebastian Samuelsson med tre bom, vilket kostade honom segern och en pallplats.
Vann gjorde i stället Sivert Guttorm Bakken efter spurtdrama mot Sturla Holm Laegreid, som gick i mål halvsekunden efter landsmannen. Den senare gick också förbi Samuelsson i totala världscupen och knep andraplatsen.
Trea i totalen
Samuelsson blev elva, 1.03,09 efter segraren. Det räckte dock för att, som första svensk sedan Mikael Löfgren gjorde det 1993, bli topp tre i totala världscupen.
– Det är klart att jag är besviken över det. Samtidigt känner jag ”vad tusan spelar det för roll?”. Jag är trea i totala världscupen som andra svensk någonsin. Det är något jag kommer minnas hela livet. Jag är väldigt stolt över det, säger Sebastian Samuelsson.
Samuelsson var dock inställd på att det skulle bli ett jobbigt lopp.
– Redan när jag gick i mål i går så visste jag att det skulle bli en hård fajt i dag och jag var fruktansvärt nervös. Jag har inte alls känt mig pigg, säger han.
Martin Ponsiluoma, fyra bom totalt, gick i mål drygt fyra sekunder efter Samuelsson och slutade tolva.
KLIPP: Sebastian Samuelsson efter masstarten
Totala världscupen 2021-2022
1 Quentin Fillon Maillet 984
2 Sturla Holm Laegreid 736
3 Sebastian Samuelsson 717
4 Vetle Sjåstad Christiansen 708
5 Emilien Jacquelin 706