2013-2015 : au service de l'équipe

En changeant d'équipe, Fuglsang espère avoir un rôle plus important au sein de l'équipe Astana, mais Vincenzo Nibali est recruté en même temps que lui, tandis que Fabio Aru s'affirme comme leader la saison suivante^[4]. En juin, il est quatrième du Critérium du Dauphiné, à six secondes du troisième Daniel Moreno. Il est désigné leader sur le Tour de France, où il termine septième du général, après avoir pris notamment la deuxième place de la neuvième étape, battu lors d'un sprint à deux par Dan Martin. Plus tard dans l'année, lors du Tour d'Espagne, il remporte avec Astana le contre-la-montre par équipes inaugural et aide son coéquipier Vincenzo Nibali à prendre la deuxième place du général.

Tout au long du printemps 2014, il montre une forme constante lors des courses par étapes du World Tour. Il est cinquième de Paris-Nice, septième du Tour de Romandie et dixième du Critérium du Dauphiné. En juillet, son rôle est d'aider Vincenzo Nibali à remporter le Tour de France. Toutefois, le coureur italien est très critiqué par son manager Alexandre Vinokourov pour son manque de résultats avant le Critérium du Dauphiné^[17]. Sur la deuxième étape du Tour de France, Fuglsang attaque plusieurs fois jusqu'à ce que Nibali réussisse à s'échapper et remporte l'étape. Quelques jours plus tard, Fuglsang et Nibali s'échappent ensemble sur l'étape pavée et distancent tous les autres favoris. Cependant, dans le dernier secteur des pavés, Fuglsang doit ralentir son rythme pour attendre son leader et doit se contenter une nouvelle fois de la deuxième place sur une étape du Tour de France^[18]. Après l'étape, Nibali est premier au classement général et Fuglsang deuxième. Cependant, lors de la première étape de montagne, Fuglsang perd du temps et se retrouve à la quatrième place. Sur les étapes suivantes, il quitte le top 10 et perd encore plus de temps sur la treizième étape en chutant dans la descente finale^[19]. Finalement, Nibali gagne le Tour et Fuglsang termine 36^e au classement général.

En 2015, après avoir terminé septième du Tour d'Oman et de Paris-Nice, il figure dans le top dix de deux des trois classiques ardennaises, terminant huitième de la Flèche wallonne et neuvième de Liège-Bastogne-Liège. Son objectif principal de la saison est d'aider Vincenzo Nibali à défendre son titre sur le Tour de France. Cependant, dès la première étape de montagne, Nibali est en difficulté et Fuglsang est autorisé à faire sa course. Cependant, le jour suivant, il perd beaucoup de temps, tandis que Nibali retrouve sa forme et termine finalement la course à la quatrième place. Fuglsang cherche de son côté une victoire d'étape, mais doit se contenter d'une nouvelle deuxième place derrière Joaquim Rodríguez au Plateau de Beille^[20]. Il est à nouveau dans la bonne échappée lors de la 18^e étape, mais il est renversé par une moto qui est sur le point de dépasser le groupe. Cela met fin à ses chances de victoire d'étape, tandis que le pilote de la moto est expulsé de la course^[21].

2016 : vice-champion olympique

En début d'année, il se classe troisième du Tour d'Oman. Lors du Tour du Trentin, la dernière course de préparation avant le Tour d'Italie, il est également , puis troisième, alors que son coéquipier Tanel Kangert est deuxième et leur leader Nibali 21^e. Lors de la sixième étape, Nibali attaque mais est repris, puis lâché. Fuglsang suit les autres favoris et attaque dans le dernier kilomètre. Il se classe deuxième de l'étape et du classement général. Deux jours plus tard, Fuglsang perd du temps au détriment des autres leaders, après une crevaison sur les chemins de terre. Après un retour dans la dernière semaine de la course, Nibali remporte le Tour d'Italie avec l'aide de Fuglsang et de son équipe Astana. Au Tour de France, Fuglsang n'est pas à son meilleur niveau et son leader Fabio Aru, craque lors de l'avant dernière étape alors qu'il occupait la sixième place du général, ce qui oblige Astana à quitter le Tour de France les mains vides.

Aux Jeux olympiques de 2016 à Rio de Janeiro, Fuglsang fait partie d'un groupe de poursuivants, lorsque deux des favoris principaux, Vincenzo Nibali et Richie Porte chutent lourdement. À l'approche des derniers kilomètres, Rafał Majka est seul à l'avant, mais une attaque de Fuglsang et Greg Van Avermaet permet la formation d'un trio dans les 1,5 derniers kilomètres. Fuglsang mène le trio dans le dernier kilomètre. Van Avermaet lance le sprint dans les 200 derniers mètres en battant Fuglsang sur la ligne, qui obtient une médaille^[22].

2017 : victoire sur le Critérium du Dauphiné

Sur Paris-Nice 2017.

En juin, après une première partie de saison décevante, Fuglsang participe au Critérium du Dauphiné aux côtés de son coéquipier Fabio Aru. Lors de la sixième étape, Fuglsang attaque au mont du Chat et creuse l'écart avec les prétendants au classement général. Cependant, quelques minutes après, Aru attaque à son tour alors que son coéquipier figure en tête de la course. Aru a atteint le sommet de la montée en premier avec Christopher Froome, Richie Porte et Fuglsang à 15 secondes derrière. Dans la descente, Aru est rattrapé et le quatuor atteint la ligne d'arrivée ensemble et c'est Fuglsang qui s'impose. Il s'agit de sa première victoire depuis presque cinq ans, ainsi que de sa première victoire sur le World Tour et de sa première victoire sous les couleurs d'Astana. Le lendemain, Fuglsang termine septième et est le seul coureur capable de suivre le leader du général, Porte, ce qui lui permet de conserver sa troisième place au classement général. Le dernier jour de la course, Froome et le Team Sky font tout pour gagner la course et attaquent de bonne heure sur l'étape, ce qui a fait craquer Richie Porte. Alors que Froome fait tout ce qui était en son pouvoir pour réduire son retard sur Porte, il est à son tour distancé dans l'ascension finale au col de Solaison. Dan Martin attaque et Fuglsang parvient à le rattraper, puis à le devancer pour remporter sa deuxième étape en trois jours. Il gagne également le classement général pour dix secondes, ce qui est alors la plus grande victoire de sa carrière^[23].

Fuglsang est alors considéré comme l'un des favoris du Tour de France. Lors de la première étape en montagne, il perd plus d'une minute et commence à se demander s'il avait perdu la forme d'un mois plus tôt. Il rebondit sur l'étape reine de la course, la neuvième, qui comprend le Mont du Chat où Fuglsang avait brillé au Critérium du Dauphiné. Fort de sa connaissance de la montée, il attaque, mais comme au Dauphiné, son coéquipier Fabio Aru attaque à nouveau. Cela a suscité beaucoup de débats, car l'Italien a attaqué au moment où Chris Froome avait un problème mécanique et alors qu'il avait son coéquipier à l'avant^[24]. Fuglsang a finalement atteint la descente avec les autres prétendants du classement général, mais après avoir attaqué dans les 500 derniers mètres, il se classe finalement sixième de l'étape derrière Aru et remonte à la cinquième place du général. Quelques jours plus tard, il chute dans une zone de ravitaillement et se fracture le coude et le poignet gauche, ce qui entraîne son abandon^[25]. Lors d'un critérium en août, une nouvelle chute lui cause cette fois une fracture de la clavicule gauche^[26]. En fin d'année, au Tour d'Almaty, il remporte la deuxième étape, qui se termine par une montée à Almaty.

2018 : leader sur le Tour de France

Jakob Fuglsang (à gauche) sur les pavés de la neuvième étape du Tour de France 2018

En février et mars, il est régulier dans ses performances sur les courses par étapes et est notamment troisième du Tour de la Communauté valencienne. Il arrive sur Paris-Nice avec l'espoir de figurer dans le classement général. Cependant, il est impliqué dans une chute lors de la première étape et perd du temps, comme l'année précédente. Alors que son coéquipier Luis León Sánchez porte le maillot jaune de leader, Fuglsang aide son coéquipier tout au long de la course, mais Sanchez est finalement distancé lors de la septième étape. Après un premier stage d'entraînement en altitude, il obtient des bons résultats sur les classiques ardennaises, où il est huitième de l'Amstel Gold Race et dixième de Liège-Bastogne-Liège. Deux jours plus tard, il commence le Tour de Romandie, où il remporte la quatrième étape et se classe quatrième du classement général.

Il se rend ensuite dans un deuxième stage d'entraînement en altitude, pour préparer le Tour de France^[27]. Le 1^er juin, il publie son premier livre, réalisé en collaboration avec Rasmus Staghøj^[28]. Sa dernière course avant "La Grande Boucle" est le Tour de Suisse. Fuglsang et ses coéquipiers d'Astana prennent un très mauvais départ dans la course, ne terminant que vingtième du contre-la-montre par équipes de la première étape. Fuglsang prend ensuite la deuxième place de l'étape reine et réalise le meilleur contre-la-montre des leaders du classement général, ce qui lui permet de se classer à la deuxième place du classement final de la course, à une minute de Richie Porte. Lors du Tour de France, il est septième du classement général après l'étape des pavés, une étape dans laquelle Fuglsang a attaqué mais sans réussir à s'échapper. Alors que la course arrive dans les Alpes, Fuglsang est remonté à la quatrième place. Mais, il perd du temps lors de la onzième étape et termine finalement douzième à Paris.

Au Grand Prix Cycliste de Montréal, il s'échappe avec Tim Wellens et James Knox, mais ils sont rejoints à 6,2 kilomètres de l'arrivée. Fin septembre, il est vingtième des mondiaux favorables aux grimpeurs. Il termine sa saison, avec trois tops 20 sur les classiques italiennes.

2019 : victoires sur Liège-Bastogne-Liège et le Critérium du Dauphiné

À l'image de son équipe Astana, il obtient rapidement des bons résultats sur les courses par étapes lors du premier semestre. Il gagne le Tour d'Andalousie, puis termine troisième de Tirreno-Adriatico, où il gagne une étape en solitaire. Il prend le départ du Tour du Pays basque au soutien de son coéquipier Ion Izagirre, qui remporte le classement général. Izaguirre a pris la tête de la course lors de la dernière étape après avoir distancé le leader Emanuel Buchmann. Ce dernier s'est également trompé de route dans le final, ce qui lui a fait perdre plusieurs secondes et sa place sur le podium. Cependant, le jury de la course décide de rétablir Buchmann sur le podium, aux dépens de Fuglsang qui recule à la quatrième place du classement général. Fuglsang a trouvé la décision "ridicule" et a déclaré qu'il n'avait jamais rien vu de tel auparavant^[29].

Fuglsang en route pour sa victoire sur Liège-Bastogne-Liège 2019

Son année 2019 est également marquée par ses duels avec Julian Alaphilippe sur les classiques. Le Français, le bat une première fois au sprint lors des Strade Bianche, le 9 mars. Le 21 avril, lors de l'Amstel Gold Race, Fuglsang et Alaphilippe disposent d'une quarantaine de secondes sur leurs poursuivants, à quatre kilomètres de l'arrivée. Pour éviter une nouvelle déconvenue au sprint, alors que la victoire semble acquise pour l'un des deux coureurs, le Danois arrête de rouler, de sorte que le duo se fait rattraper à trois cents mètres de la ligne, provoquant le retour et la victoire du champion des Pays-Bas, Mathieu van der Poel. Fuglsang et Alaphilippe terminant respectivement troisième et quatrième. Le 24 avril, lors la Flèche wallonne, Fuglsang porte une attaque dans le Mur de Huy, côte finale au sommet de laquelle se trouve l'arrivée. Alaphilippe est le seul à pouvoir le suivre, à quatre cents mètres de l'arrivée. Le Français l'emporte une nouvelle fois au sprint, devant le Danois et, quelques mètres plus loin, l'Italien Diego Ulissi. Après ces multiples podiums, il remporte enfin la victoire sur Liège-Bastogne-Liège, plaçant une attaque décisive dans la côte de la Roche-aux-faucons à 15 km de l'arrivée, dernière difficulté d'un final renouvelé.

Lors de sa dernière course avant le Tour de France, Fuglsang termine troisième de la deuxième étape au Critérium du Dauphiné. Il prend le maillot jaune l'avant-dernier jour après avoir attaqué et lâché Adam Yates. Celui-ci abandonne le dernier jour en raison d'une fièvre, permettant au Danois de remporter son deuxième Critérium du Dauphiné. Il participe en juillet une nouvelle fois au Tour de France où il fait figure d'outsider. Alors qu'il occupe la 9^e place au classement général après les étapes vosgiennes et pyrénéennes, il est victime d'une chute à Uzès lors de la seizième étape et est contraint à l'abandon. Il remporte en septembre une étape du Tour d'Espagne, qu'il termine à la treizième place au classement général. Il conclut à 34 ans la meilleure saison de sa carrière en terminant quatrième du Tour de Lombardie et douzième des mondiaux.

2020 : vainqueur du Tour de Lombardie

Le 2 février 2020, le quotidien danois Politiken révèle que Fuglsang collabore avec le controversé médecin italien Michele Ferrari, qui a été banni à vie du monde sportif^[30]. Fuglsang conteste avoir rencontré le Docteur Ferrari et se déclare « extrêmement préoccupé par le fait que de telles rumeurs puissent se répandre dans la presse »^[31]. Le 5 février, la Fondation Antidopage du Cyclisme confirme qu'elle n'a pas ouvert de procédure disciplinaire à son encontre et regrette la divulgation publique de ces allégations^[32].

Avant l'arrêt de saison en raison de la pandémie de Covid-19, il domine en février le Tour d'Andalousie, en remportant deux étapes et le général et se classant deuxième de deux autres étapes. En août, pour la reprises des courses, il prend la cinquième place des Strade Bianche, puis la deuxième du Tour de Pologne. Le 15 août, il remporte en solitaire le Tour de Lombardie devant George Bennett et son coéquipier Aleksandr Vlasov^[33]. Il s'agit de sa deuxième victoire sur un Monument.

Il est ensuite sixième du Tour d'Émilie, remporté par son coéquipier Vlasov, puis 14^e de Tirreno-Adriatico. Aux mondiaux, il arrive dans le groupe de cinq qui se joue la deuxième place au sprint derrière Julian Alaphilippe, mais termine finalement cinquième de la course. Il est le leader de l'équipe Astana sur le Tour d'Italie aux côtés de Miguel Ángel López et Aleksandr Vlasov. Il termine la course à la sixième place, soit son meilleur classement sur un grand tour. Grâce à tous ses résultats, il termine la saison à la cinquième place du Classement mondial.

2021 : dernière saison ratée chez Astana

Fuglsang lors du Tour de France 2022.

Jakob Fuglsang est en mars neuvième des Strade Bianche. Après deux courses par étapes sans résultats notables, il ne parvient pas à élever son niveau lors des classiques ardennaises et doit se contenter d'une 17^e place sur la Flèche wallonne et une douzième place sur Liège-Bastogne-Liège, sans peser sur les courses. En juin, il fait son retour à la compétition avec une troisième place sur le Tour de Suisse^[34]. Il prend le départ du Tour de France, mais n'est pas en mesure de lutter avec les meilleurs dans la montagne. Malade, il ne prend pas le départ de la dernière étape, alors qu'il est 38^e du classement général^[35]. Une semaine après, il se classe douzième de la course en ligne des Jeux olympiques de Tokyo.

Il axe sa fin de saison sur le Tour de Lombardie, où il espère conserver son titre. Lors de la première étape du Benelux Tour, il est victime d'une chute. Atteint de fractures à l'omoplate et la clavicule gauche, il doit abandonner puis subir une intervention chirurgicale sur cette clavicule. Cette chute met un terme prématuré à une saison qui est celle de la fin de son contrat avec la formation Astana-Premier Tech^[34],[36].

Tour de France

11 participations

• 2010 : 50^e
• 2011 : 50^e
• 2013 : 7^e
• 2014 : 36^e
• 2015 : 23^e
• 2016 : 52^e
• 2017 : abandon (13^e étape)
• 2018 : 12^e
• 2019 : abandon (16^e étape)
• 2021 : non-partant (21^e étape)
• 2022 : non-partant (16^e étape)

Tour d'Italie

2 participations

• 2016 : 12^e
• 2020 : 6^e

Tour d'Espagne

4 participations

• 2009 : 56^e
• 2011 : 11^e, vainqueur de la 1^re étape (contre-la-montre par équipes), maillot rouge pendant 1 jour
• 2013 : 29^e, vainqueur de la 1^re étape (contre-la-montre par équipes)
• 2019 : 13^e, vainqueur des 1^re (contre-la-montre par équipes) et 16^e étapes