In Coppa del Mondo ha esordito il 22 gennaio 2005 nell'inseguimento di Pragelato (37°), ha ottenuto il primo podio il 25 marzo 2007 nella staffetta di Falun (2°) e la prima vittoria il 18 dicembre 2010 nella 30 km a tecnica libera con partenza in linea di La Clusaz.
Nell'ambito delle inchieste sul doping di Stato in Russia, il 9 novembre 2017 il Comitato Olimpico Internazionale ha accertato una violazione delle normative antidoping da parte di Vylegžanin in occasione delle Olimpiadi di Soči, annullando conseguentemente i risultati ottenuti e proibendogli di partecipare a future edizioni dei Giochi olimpici[1][2]. Conseguentemente, anche la Federazione Internazionale Sci ha aperto un'inchiesta sulla posizione di Vylegžanin[3], escludendolo dalle competizioni a partire dal 30 novembre[4]. Il 1º febbraio 2018 il Tribunale Arbitrale dello Sport ha però accolto il ricorso presentato da Vylegžanin contro tale decisione[5]; conseguentemente, anche la Federazione Internazionale Sci ha revocato la propria sospensione[6].