Aux Jeux olympiques d'hiver de 1992, il conduit l'équipe finlandaise à la victoire dans l'épreuve du K120 par équipe, devenant par la même occasion le plus jeune athlète à remporter une médaille d'or dans l'histoire des Jeux olympiques d'hiver[1]. A 16 ans et 259 jours, il battit d'un jour le record détenu jusque-là par le bobeur Billy Fiske. Deux jours plus tard, Toni Nieminen participait à l'épreuve individuelle du K120 et obtenait les notes les plus élevées de la compétition pour ses deux sauts. Grâce à cette seconde victoire, Toni Nieminen établissait un nouveau record: celui du plus jeune vainqueur d'une épreuve individuelle, battant cette fois de près de deux ans le record précédent (établi par le patineur artistique Dick Button). Il remporta également une médaille de bronze au K90 individuel. Lorsque Toni Nieminen rentra en Finlande, la police dut le protéger de la foule d'adolescentes qui l'attendaient.