Vorontsjikhin vant to olympiske bronsemedaljer i langrenn under vinter-OL 1964 i Innsbruck. Han ble nummer tre på 30 km bak Eero Mäntyranta fra Finland og Harald Grønningen fra Norge. Han var også på det sovjetiske stafettlaget som kom på tredjeplass på 4 x 10 km, bak Sverige og Finland. De andre på laget var Ivan Utrobin, Gennadij Vaganov og Pavel Koltsjin.