Wystartował na igrzyskach olimpijskich w Vancouver w 2010, gdzie zajął ósme miejsce w sztafecie i biegu na 50 km techniką klasyczną, dziewiąte w biegu na 15 km stylem dowolnym i siedemnaste w biegu łączonym. Brał też udział w igrzyskach olimpijskich w Soczi w 2014, gdzie zdobył trzy medale. Najpierw razem z Dmitrijem Japarowem, Aleksandrem Biessmiertnych i Aleksandrem Legkowem wywalczył srebro w sztafecie. W parze z Nikitą Kriukowem był też drugi w sprincie drużynowym klasykiem, gdzie Rosjanie przegrali tylko z drużyną Finlandii. Następnie zajął drugie miejsce na 50 km techniką dowolną, rozdzielając Legkowa i Czernousowa. Ponadto był czwarty w biegu łączonym, przegrywając walkę o medal z Norwegiem Martinem Johnsrudem Sundbym o 0,1 sekundy.
Po sezonie 2018/2019 zakończył karierę.
Wylegżanin jest żonaty, ma syna Artioma (ur. 2014).
Doping Tuż przed startem Tour de Ski 2010/2011 Wylegżanin oraz trzech innych biegaczy (Słowak Martin Bajčičák oraz dwaj Estończycy, Algo Kärp i Kein Einaste) nie zostali dopuszczeni do startu w tej imprezie z powodu podwyższonego poziomu hemoglobiny we krwi.