Malykhin växte upp i den sibiriska staden Kemerovo och byggde upp en imponerande brottningsbakgrund: han blev Master of Sport i fristilsbrottning, tog brons vid de ryska mästerskapen i tungvikt (2013) och guld vid EM i submission grappling (2016). Hans professionella MMA-karriär började i september 2016 i ryska regionala organisationer, där han tog åtta raka segrar, samtliga via knockout eller submission.
År 2020 skrev han kontrakt med ONE Championship och debuterade den 5 mars 2021 med en TKO-seger över Alexandre Machado. Hans klättring till den absoluta toppen gick blixtsnabbt: den 11 februari 2022 vann han interimtiteln i tungvikt genom knockout mot Kirill Grishenko, den 3 december 2022 erövrade han titeln i lätt tungvikt genom att knocka Reinier de Ridder i första ronden, och den 23 juni 2023 förenade han tungviktstitlarna efter en TKO-seger över Arjan Bhullar. Den 1 mars 2024 skrev han historia genom att även erövra mellanviktstiteln – återigen med en TKO mot De Ridder – och blev därmed den första och hittills enda fightern att samtidigt inneha tre MMA-världstitlar i olika viktklasser.
Den 9 november 2024 förlorade han oväntat sin tungviktstitel genom ett delat domslut mot den senegalesiske utmanaren Oumar ”Reug Reug” Kane. Malykhin tränade sedan målmedvetet inför en returmatch och återtog titeln den 15 maj 2026 vid ONE Friday Fights 154 på Lumpinee Stadium i Bangkok genom knockout i fjärde ronden. Direkt efter matchen tog han av sig handskarna som ett tecken på att han gick i pension, vilket organisationen bekräftade kort därefter. Han avslutade karriären med ett professionellt facit på 15 segrar och 1 förlust.
Viktig nyansering: Malykhin kallades ibland ”double champ” i medierna, men det syftade på att han samtidigt innehade flera MMA-titlar och inte på en titel i en annan sport. Han var en renodlad MMA-fighter med brottningsbakgrund.