Bilanenko osallistui MM-kisoihin ensimmäistä kertaa vuonna 2000. Hänen paras henkilökohtainen sijoituksensa MM-kisoista on kahdeksas sija, jonka hän saavutti Oberhofin kisoissa 2004 sekä yhteislähdöstä että normaalimatkalta. Bilanenko voitti pronssia viestistä Hanti-Mansijskin kisoissa 2011.