洛特尼科夫于10000公尺项目以0.2秒之差惊奇击败1956年夏季奥运会金牌得主，赢得首座全国比赛冠军。此后，他在1958年及1962年的苏联全国比赛上包办了男子5000公尺、男子10000公尺冠军。1959年，他获选为的头衔。奥运会方面，他早在1956年即获得参赛资格，但名次上未能有所斩获。1960年夏季奥运会，他控制了全场局势，成功击败主要竞争对手，来自东德的和纽西兰的而夺得金牌，同时成绩28分32秒18也是的当时奥运会纪录。10月15日，博洛特尼科夫于基辅创下28分18秒8的男子10000公尺新世