Seine ersten Erfahrungen auf internationaler Ebene sammelte Isak Frey im Januar 2020, als er zum norwegischen Aufgebot bei den Olympischen Jugendspielen gehörte, dort aber aufgrund vieler Schießfehler eine Medaille verpasste. Nach einiger Zeit ohne internationale Auftritte debütierte er 2022 bei der Jugend-WM in Soldier Hollow, Utah, und siegte mit Stian Fedreheim und Andreas Aas im Staffelbewerb. Zudem wurde Frey in der Juniorenkategorie norwegischer Meister im Sprint. Im Januar 2023 gab der Norweger in Osrblie mit 19 Jahren seinen Einstand im IBU-Cup der Senioren und konnte auf Anhieb überzeugen. Im Sprint belegte er hinter Éric Perrot den zweiten Platz, die Mixedstaffel konnte der Norweger mit Endre Strømsheim, Juni Arnekleiv und Maren Kirkeeide sogar gewinnen, nachdem er sie als Startläufer in Führung brachte. Im März des Jahres nahm Frey an den Juniorenweltmeisterschaften teil und gewann mit der Mixedstaffel und im Einzel Bronze, sowie, diesmal mit Trym Gerhardsen, Einar Hedegart und Martin Nevland, den Staffelwettkampf. Mit Strømsheim, Johannes Dale und Sturla Holm Lægreid wurde er als Vertreter für Oslo og Akershus zudem norwegischer Meister in der Männerstaffel.
Wieder steigern konnte sich Frey im Winter 2023/24, in welchem er durchgehend im IBU-Cup startete. Im Januar 2024 gewann er in Martell seine ersten beiden Einzelwettkämpfe, nachdem er in Sprint und Verfolgung am Schießstand fehlerfrei geblieben war. Daraufhin nahm der Norweger an den Europameisterschaften teil und gewann, nachdem er im Sprint Rang drei belegt hatte, das Verfolgungsrennen und damit – ebenso wie mit der Mixedstaffel – die Goldmedaille. Auch die Juniorenweltmeisterschaften bestritt Frey erneut und ergatterte trotz zweier Schießfehler Gold im Sprint und Gold mit der Herrenstaffel, womit er der punktbeste Athlet der Meisterschaften war. Trotzdem, dass dieser ein persönliches Startrecht für das Weltcupfinale hat, wurde Frey für dieses vom Verband schlichtweg nicht nominiert, was von einigen Seiten aus zu Unmut führte.