Malykhin a grandi dans la ville sibérienne de Kemerovo et s’est forgé un impressionnant parcours en lutte : il a obtenu le titre de Maître des sports en lutte libre, remporté le bronze aux championnats russes des poids lourds en 2013 et l’or aux championnats d’Europe de grappling de soumission en 2016. Sa carrière professionnelle en MMA a débuté en septembre 2016 dans des promotions régionales russes, où il a enchaîné huit victoires, toutes remportées par KO ou soumission.
En 2020, il a signé avec ONE Championship et a fait ses débuts le 5 mars 2021 en s’imposant par TKO face à Alexandre Machado. Son ascension vers le sommet absolu a été fulgurante : le 11 février 2022, il a remporté le titre intérimaire des poids lourds en mettant Kirill Grishenko KO ; le 3 décembre 2022, il a conquis le titre des mi-lourds en mettant Reinier de Ridder KO au premier round ; puis, le 23 juin 2023, il a unifié le titre des poids lourds après une victoire par TKO contre Arjan Bhullar. Le 1er mars 2024, il est entré dans l’histoire en remportant également le titre des poids moyens — une nouvelle fois par TKO contre De Ridder — devenant ainsi le premier et, à ce jour, le seul combattant à avoir détenu simultanément trois titres mondiaux de MMA dans différentes catégories de poids.
Le 9 novembre 2024, il a perdu de manière inattendue son titre des poids lourds par décision partagée face au challenger sénégalais Oumar « Reug Reug » Kane. Malykhin s’est ensuite entraîné avec détermination en vue de la revanche et a récupéré le titre le 15 mai 2026 lors de ONE Friday Fights 154, au Lumpinee Stadium de Bangkok, en s’imposant par KO au quatrième round. Immédiatement après le combat, il a retiré ses gants pour annoncer sa retraite, ce que l’organisation a confirmé peu après. Il a terminé sa carrière avec un bilan professionnel de 15 victoires pour 1 défaite.
Nuance importante : Malykhin a parfois été qualifié de « double champion » dans les médias, mais cela faisait référence à la détention simultanée de plusieurs titres de MMA et non à un titre dans une autre discipline sportive. C’était un combattant exclusivement spécialisé en MMA, avec une base en lutte.
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