Den 26-årige åkaren tvingas nu avstå från resten av touren, meddelar det norska skidförbundet i ett pressmeddelande.
– Tyvärr vaknade han i morse med halsont och är på väg hem, uppger landslagsläkare Ove Feragen.
Så sent som i går vann Østberg Amundsen jaktstarten på Touren.
Därmed är en av de största favoriterna ute ur tävlingen. Østberg Amundsen låg på tredje plats i sammandraget, 57 sekunder bakom ledaren Johannes Høsflot Klæbo.
Edvin Anger ligger på andra plats sammanlagt inför de tre sista etapperna, 36 sekunder bakom Klæbo.
Tour de Ski fortsätter med klassisk sprint i Val di Fiemme på fredag. På lördag väntar 20 kilometer skiathlon innan allt ska avgöras uppför monsterbacken i Alpe Cermis på söndag.
Även Chanavat bryter Touren
Också den franske längdskidåkaren Lucas Chanavat har insjuknat och kommer inte att delta i de tre sista etapperna av årets Tour de Ski. Detta bekräftas av Frankrikes sportchef Pierre Mignerey.
30-årige Chanavat är en av världens bästa sprinters och slutade på andra plats bakom Johannes Høsflot Klæbo när Tour de Ski inleddes med en sprint i fri stil i Toblach den 26 december.
Även om Chanavat inte var en segerkandidat i sammandraget på Touren är han en uppenbar medaljkandidat vid VM i Trondheim senare i vinter.
Yle sänder de tre sista tävlingsdagarna av Tour de Ski.