Vorobiov nació en el pueblo de Mordovo. Durante la Segunda Guerra Mundial, sirvió en la Marina soviética en el Mar Negro. Después de la guerra, trabajó en la restauración del puerto de Odesa, dragando minas como submarinista. Allí Vorobiov se familiarizó con el levantamiento de pesas, su primera competición fue el campeonato del puerto marítimo.[1]
Participó en tres Juegos Olímpicos de Verano entre los años 1952 y 1960, obteniendo tres medallas: bronce en Helsinki 1952, oro en Melbourne 1956 y oro en Roma 1960.[1] Ganó siete medallas en el Campeonato Mundial de Halterofilia entre los años 1950 y 1961, y siete medallas en el Campeonato Europeo de Halterofilia entre los años 1950 y 1961.[2] Durante muchos años, Vorobiov capitaneó el equipo soviético de halterofilia, y después de retirarse de las competiciones se convirtió en su entrenador.[1]
En 1957 Vorobiov se graduó en el Instituto médico. Desde 1977 fue el rector del Instituto de Cultura Física y Deportes de Óblast de Moscú. A lo largo de su carrera científica, Vorobiov publicó cinco libros de texto y alrededor de 200 artículos científicos sobre levantamiento de pesas. Fue el jefe del programa soviético de entrenamiento de levantamiento de pesas y uno de los primeros científicos soviéticos en aplicar computadoras al proceso de entrenamiento.[3]
En 1995 fue introducido en el Salón de la Fama de la Federación Internacional de Halterofilia.[4]