Met een vijfde plaats op de wereldindoorkampioenschappen in 1995 maakte Joeri Bilonoh zijn entree bij de senioren. Nog datzelfde jaar won hij het kogelstoten op de universiade met 19,70 in de Japanse stad Fukuoka, hetgeen hij in 1997 met 20,34 zou herhalen. Op de WK indoor in 1997 won hij de wereldtitel met een stoot van 21,02 voor zijn landgenoot Oleksandr Bahatsch (zilver; 20,34 m) en de Amerikaan John Godina (brons). Outdoor behaalde hij een vierde plaats op het WK van 1997 in de hoofdstad Athene. Met 20,92 won hij een bronzen medaille bij de Europese kampioenschappen van 1998 achter Bahatsch (goud) en de Duitser Oliver-Sven Buder (zilver).