Ustjugov saavutti junioreiden MM-kilpailuissa 2006 kultaa normaalimatkalla ja takaa-ajossa sekä hopeaa viestissä. Saman vuoden EM-kilpailuissa hän sai kultaa junioreiden viestissä. EM-kilpailujen aikuisten sarjassa hän sai hopeaa pikakilpailussa 2009. Vancouverin olympialaisissa 2010 hän voitti yhteislähdössä kultaa ja viestissä pronssia. Lisäksi hän oli normaalimatkalla neljäs sekä pikakilpailussa ja takaa-ajossa viidestoista. Hanty-Mansijskin MM-kilpailuissa 2011 hän sai nolla-ammunnan myötä hopeaa yhteislähtökilpailussa ja hiihti toisen osuuden hopeaa saaneessa Venäjän viestijoukkueessa sekä oli takaa-ajossa kahdestoista ja normaalimatkalla kolmastoista. Ruhpoldingin MM-kilpailuissa 2012 hän oli yhteislähdössä kymmenes. Nové Měston MM-kilpailuissa 2013 hän sijoittui pikakilpailussa yhdeksänneksi. Sotšin olympialaisissa 2014 hän hiihti toisen osuuden kultaa voittaneessa Venäjän viestijoukkueessa. Takaa-ajokilpailussa hän sijoittui viidenneksi.