Det var första gången på fem år som Johaug inte vann ett distanslopp i fristil i världscupen eller VM.
Ebba Andersson slutade trea, 14,6 sekunder efter amerikanskan Diggins. Det var svenskans 23:e pallplats i världscupen.
Johaug var tillbaka i världscupen förra helgen i Lahtis, efter att ha stått över bland annat Tour de Ski. Och vann förstås överlägset.
I Falun startade hon en bra bit efter Diggins och hade amerikanskans tider att gå på. Efter en lugn start kom Johaug allt närmare Diggins mellantider, men lyckades inte klå Diggins som hade en urstark avslutning.
– Jag kan knappt tro det. Segern är väldigt speciell, alla är här och det är en tuff och krävande bana. Och det är speciellt att slå Therese som jag beundrar, säger Diggins till SVT.
"Kul att göra det hemma"
Ebba Andersson var också väldigt nöjd med att få kliva upp på pallen på hemmaplan.
– Även om det var betydligt mindre publik var det kul att göra det hemma i Sverige, säger hon till SVT och berättar att hon var väldigt nära att gå omkull i en utförskörning.
– Det är isfläckar i kurvorna och jag är glad att jag lyckades stå på benen.
Omkull två gånger
Stå på benen lyckades inte Frida Karlsson med. Hon åkte omkull två gånger i utförskörningen och slutade tolva, 1.18 efter Diggins.
– Jag är så förbannad att jag inte kunde stå på benen. Jag har mig själv att skylla, det är inte så man vill tappa tid, säger hon till SVT.
– Men jag hade inte energin i dag och kände mig packad i muskulaturen. Det var inte vad jag ville få ut av åkningen idag, hade förväntat mig mer.
Karlsson avstod från Lahtistävlingarna efter att ha skadad sig på hotellrummet under Tour de Ski.