Im Seniorenbereich trat Wassilew sporadisch schon seit 2004 immer wieder an. Seine ersten Einsätze hatte er im Rahmen der Biathlon-Weltmeisterschaften 2004 in Oberhof. Dort wurde er 93. im Sprint und 94. im Einzel. Zum Auftakt der &lt;a href="Biathlon-Weltcup%202004/2005"&gt;Saison 2004/05&lt;/a&gt; gab der Bulgare auch sein Debüt im Biathlon-Weltcup. Bei seinem ersten Sprintrennen in Beitostølen wurde er 92. Das folgende Einzel-Rennen am Holmenkollen in Oslo beendete er als 64. Es ist gleichzeitig sein bislang bestes Resultat im Weltcup. In Antholz lief er die Biathlon-Weltmeisterschaften 2007 und wurde 68. im Sprint und 18. mit der Staffel. Im Einzel erreichte Wassilew das Ziel nicht. 2008 schaffte er es in Östersund in diesem Wettbewerb ins Ziel und wurde 69. Hinzu kommt Platz 20 mit der Staffel.