Jugó en el Zenit Leningrado y Dinamo Kiev, así como para la selección de la Unión Soviética, con quien se proclamó campeón de la Eurocopa 1960.

Tras retirarse como futbolista dirigió a varios equipos soviéticos.

Voinov fue internacional en 23 ocasiones con el equipo nacional de fútbol de la Unión Soviética y representó al país en la Copa Mundial de la FIFA 1958 y en la Eurocopa 1960, donde los soviéticos fueron coronados como los primeros campeones europeos.

Al fichar por el Dinamo Kiev, Voinov fijó su residencia permanentemente en Ucrania.

Posteriormente entrenó a otros equipos ucranianos como el Chornomorets, Sudnobudivnyk, Shakhtar, Budivelnyk, Metalist, SKA Kiev y FC Temp Shepetivka.