Haag startade i bra takt men växlade upp rejält under andra varvet – och speciellt sista fyra kilometerna.
– Jag började väldigt lugnt men jag hade en plan och i dag lyckades jag hålla den. Det kändes jättebra. Jag åkte väldigt kontrollerat, säger Anna Haag till SVT Sport.
Hon lade ribban i mål men tvingades till slut se de absoluta toppåkarna passera henne.
”Väldigt skönt”
Ingvild Flugstad Östberg var överlägsen loppet igenom och vann till slut 25,7 sekunder framför landsmaninnan Heidi Weng.
Sadie Bjornsen knep tredjeplatsen – en pallplats som femman Haag var 10,4 sekunder i från.
– Det är det här jag gått och väntat på. Det är lite frustrerande att känna att man har det i sig men inte får ut det. Det känns väldigt skönt för mig och för ledarna, säger Haag.
Haags bästa placering hittills i världscupen var en 10:e plats vid sprinten i Ruka i november.
Jättelopp av Nordström
Det andra stora svenska glädjeämnet för dagen var Maria Nordström som var näst bästa svenska på 19:e plats.
– Det är hennes bästa distanslopp i karriären. Ett fantastiskt lopp av henne och riktigt bra att göra det på den här banan. Hon visar att hon har stora resurser, säger SVT Sports expert Anders Blomquist.
Emma Wikén slutade 22:a i dag, Jennie Öberg 41:a, Evelina Settlin 43:a och Linn Sömskar blev 48:a.
Ingvild Flugstad Østberg övertar nu totalledningen i Tour de Ski och leder 32.8 sekunder före Heidi Weng och 1.04,9 före Jessica Diggins, USA. Anna Haag är bästa svenska på en niondeplatsen, 1.50,1 efter Flugstad Østberg.