Norskan Astrid Øyre Slind vann det sju mil långa loppet Summit 2 Senja, 1.09 minuter före Dahl.
För Ida Dahl var det allra första titeln i långloppscupen Ski Classics.
Efter att i lördagens lopp blivit tolva hade Dahls ledning i totalcupen krympt till bara en poäng före norskan Magni Smedås.
– Det har varit så tufft hela dagen, jag har slitit för det. Har försökt att inte tänka på den gula tröjan, men jag kände press hela vägen och första känslan efter mållinjen var stor lättnad, säger Dahl.
– Jag kände från start att jag var pigg uppför och att Magni fick slita lite. Så då försökte jag trycka på och fick med mig några. Men i slutet blev jag lite nervös och sista backen uppför var ett mentalt krig.
Smedås lyckades aldrig ta ta sig ikapp Dahl utan slutade fyra i loppet.
Dahl, som var tvåa i långloppscupen i fjol, hade som mål att vinna i år.
– Det är jättestort att få uppnå sina mål, jag är så himla glad, säger hon.
Emil Persson hade redan tidigare säkrat segern i totalen på herrsidan. Han avslutade säsongen med en 19:e plats. Norrmannen Martin Løwstrøm Nyenget vann loppet. Bäste svensk blev Max Novak på tionde plats.