W 2010 roku wystąpił na igrzyskach olimpijskich w Vancouver, gdzie wspólnie z Iwanem Czeriezowem, Maksimem Czudowem i Jewgienijem Ustiugowem zdobył brązowy medal w sztafecie. W startach indywidualnych jego najlepszym wynikiem było 20. miejsce w biegu pościgowym. Na rozgrywanych rok później mistrzostwach świata w Chanty-Mansyjsku razem z Czeriezowem, Ustiugowem i Maksimem Maksimowem zdobył w sztafecie srebrny medal.
Pierwszy indywidualny medal w zawodach tej rangi zdobył w 2012 roku, kiedy podczas mistrzostw świata w Ruhpolding ukończył bieg pościgowy na trzeciej pozycji. Lepsi okazali się tylko Martin Fourcade oraz Carl Johan Bergman ze Szwecji. Kolejne dwa medale wywalczył na mistrzostwach świata w Novym Měscie w 2013 roku. Najpierw zajął trzecie miejsce w biegu pościgowym, za Norwegiem Emilem Hegle Svendsenem i Martinem Fourcade'em. Siedem dni później był drugi w biegu masowym, rozdzielając Tarjei Bø i Svendsena.
Podczas igrzysk olimpijskich w Soczi w 2014 roku Rosjanie w składzie: Aleksiej Wołkow, Jewgienij Ustiugow, Dmitrij Małyszko i Anton Szypulin zwyciężyli w sztafecie. Był to pierwszy złoty medal olimpijski dla Rosji w tej konkurencji. Blisko medali był też w sztafecie mieszanej i sprincie, które kończył na czwartej pozycji. Walkę o podium w sprincie przegrał z Czechem Jaroslavem Soukupem o 0,7 sekundy.