Il y a également chanté dans des operas de Donizetti et Tchaïkovski, dont Iolanta (rôle d’Ibn-Hakia), Eugène Onéguine (rôle-titre) et Lucia di Lammermoor (rôle d’Enrico).

Depuis 1997, il a pris part à de nombreuses tournées de concerts comme soliste au sein du Choeur national d’Odessa.

En 2001, Vitaliy Bilyy est soliste invité à l’Opéra national de Kiev. Depuis 2002, il a intégré le Nouvel Opéra de Moscou où, après des années de travail et nombre de tournées à travers la Russie et l’Europe, son répertoire s’est enrichi de nombreux rôles principaux dans des productions de compositeurs russes et européens : outre Germont et Onéguine, il a interprété le rôle-titre dans Nabucco de Verdi, le Comte de Luna dans Le Trouvère, également de Verdi, Griaznoy dans La Fiancée du tsar et Mizgir dans La Demoiselle des neiges (Snegourotchka), de Rimski-Korsakov, Zurga dans Les Pêcheurs de perles de Bizet, Alfio dans la Cavalleria Rusticana de Mascagni, Silvio dans Pagliacci de Leoncavallo, Lionel dans La Pucelle d’Orléans de Tchaïkovski et Robert dans Iolanta, du même. Il a aussi participé aux spectacles Bravissimo, Viva Verdi et Opera and Jazz.

En 2004 sa carrière gagne la scène internationale : il est invité par l’Opéra national du Chili, le Municipal de Santiago, et par le Metropolitan Opera de New York, où il est d’abord apparu en Denisov, dans le Guerre et Paix de Prokofiev, puis en Comte de Luna et en Chaklovity, dans La Khovantchina, de Moussorgski. À Santiago, il jouera de nouveau les personnages devenus familiers d’Enrico, d’Onéguine et de Zurga ; il apparaîtra pour la première fois en Marcello (La Bohème, Puccini), en Rangoni et Andreï Chtchelkalov (Boris Godounov, Moussorgski), en Ezio (Attila, Verdi). Tout en continuant ses tournées en Russie et en Ukraine : Théâtre du Bolchoï, Théâtre Mariinsky, Opéra de Kiev et le théâtre de ses débuts : le Théâtre d’Opéra et de Ballet d’Odessa…

Parmi les autres scènes de prestige où il a été donné d’entendre Vitali Bilyy : l’Opéra Bastille, le Théatre du Capitole à Toulouse, la Royal Opera House de Londres, le Teatro Carlo-Felice à Gênes, le Teatro San Carlo de Naples, La Scala de Milan, le Teatro Verdi de Padoue, le Teatro Sociale de Rovigo, le Teatro Lirico de Cagliari, le Teatro Dell’ Opera Giocosa de Savone, La Fenice de Venise, le New Israeli Opera à Tel-Aviv), le Théâtre national de Bavière à Munich, le Staatsoper im Schiller Theater à Berlin, le Grand Théâtre de Genève, les opéras de San Francisco et de Sydney… Il y a fait des apparitions dans plusieurs opéras de Verdi, en Comte de Luna, en Germont, en Miller (Luisa Miller), en Renato (Un Bal masqué), il y a incarné Escamilio dans le Carmen de Bizet, Riccardo dans Les Puritains de Bellini, Gellner dans La Wally de Catalani, ainsi que Macbeth, chez Shakespeare.