Bailly hiihti ankkuriosuuden pronssia voittaneessa Ranskan viestijoukkueessa Torinon talviolympialaisissa 2006 sekä hopeaa saavuttaneessa joukkueessa Vancouverin olympialaisissa 2010. Maailmanmestaruuskilpailuissa hän on voittanut kahdeksan MM-mitalia: yhden kullan, kaksi hopeaa ja viisi pronssia. Maailmanmestaruuden hän voitti takaa-ajokilpailussa vuonna 2003 jakaessaan kultamitalin Martina Glagowin kanssa; molemmat ampuivat kaksi ohilaukausta. Kaudella 2004–2005 hän voitti ampumahiihdon maailmancupin, oli toinen kaudella 2007–2008 sekä kolmas kaudella 2003–2004. Maailmancupista hänellä on 20 osakilpailuvoittoa ja yhteensä 42 palkintopallisijoitusta.
