Дана 3. маја 1959. Федосејев побољшава светски рекорд у троскоку који је држао његов земљак Олег Рјаховски, скочивши 16,70 м на атлетском митингу у Наљчику. Године 1962. освојио је бронзану медаљу на Европском првенству у Београду где је доминирао Пољак Јозеф Шмид, који је те године и оборио Федосејевов светски рекорд. Највећи успех у каријери постигао је на Олимпијским играма 1964. у Токију освајањем сребрне олимпијске медаље у троскоку. Игубио је поново од Пољака, Јозефа Шмида.