Rybak ble nasjonalt og internasjonalt kjent etter å ha vunnet Eurovision Song Contest 2009 med sin egenkomponerte sang «Fairytale». Seieren var den mest overlegne i konkurransen til da, og seieren gjorde Rybak særlig populær i Øst-Europa, der han deltok i en rekke tv-show i tiden etter. I Norge ble han kåret "Årets spellemann" under Spellemannprisen 2009, og i 2010 til årets nykommer av MUZ-TV, en musikkprisutdeling i russisk musikkindustri. I 2018 vant Rybak Melodi Grand Prix for andre gang med låten «That's How You Write a Song». Han representerte Norge i Eurovision Song Contest for andre gang og endte på 15.-plass i finalen.