Gennadiy Bilodid participe à trois éditions des Jeux olympiques, en 2000 à Sydney, s'inclinent en demi-finale puis lors des repêchages, en 2004 à Athènes, de nouveau battu en demi-finale et repêchage, et 2008 à Pékin où il s'incline en quarts de finale avant d'échouer lors du tournoi de repêchage. Champion d'Europe en 2001 à Paris en battant l'Italien Giuseppe Maddaloni, il remporte un nouveau titre deux ans plus tard lors de l'édition de 2003 à Düsseldorf où il bat l'Espagnol Kioshi Uematsu. En 2005, lors des championnats du monde du Caire, il remporte la médaille de bronze.