A leningrádi születésű sportember viszonylag későn, 15 évesen kezdett el korcsolyázni, első edzője Nyina Lepnyinszkaja, első partnere pedig Margarita Bogojavlenszkaja volt, akivel párosban 1953-ban ezüstérmet szerzett a szovjet bajnokságon.
1951-ben besorozták a balti flottába, de minden szabadidejét a korcsolyázásra használta. 1954 tavaszán Moszkvában egy korcsolyaszemináriumon találkozott Ljudmila Bjelouszovával, akivel 1956-ban kezdtek együtt edzeni. A pár 1957 decemberében összeházasodott, és ugyan a feleség megtartotta a leánykori nevét, a párt általában Protopopovéknak nevezték.
1958-ban egy 13. hellyel debütáltak a világbajnokságon, két évvel később Squaw Valley-ben a kilencedikek lettek az olimpián. 1962-ben álltak először világbajnoki dobogón, amikor Prágában ezüstérmet, három évvel később első orosz/szovjet kettősként már vb-aranyat ünnepelhettek Colorado Springsben.
A korcsolyázás olyan erővel volt jelen az életükben, hogy úgy döntöttek, csak a sportnak élnek és nem vállalnak gyereket. Pályafutásuk során négy aranyat, három ezüstöt és egy bronzot nyertek világbajnokságokon, míg az Eb-ken a négy arany mellett négy ezüst sikeredett.
Az igazi csúcsot azonban az 1964-es innsbrucki és az 1968-as grenoble-i olimpiai jelentette, ahol nem találtak legyőzőre. Azt azonban nagyon nehezen élték meg, hogy 30 felett idősnek titulálták őket, így gyakorlatilag úgy harcoltak évekig, hogy a sportvezetés tudta, bármi történik, nem őket küldik ki az 1972-es, szapporói játékokra.
„Japánban Irina Rodnyina és Alekszej Ulanov győzött. Tizenhat évvel később Ulanov bevallotta, hogy ők már két évet úgy készültek, hogy bajnokok lesznek, ezt ígérték nekik. Így aztán, amikor az 1970-es bajnokságon a kötelező programban legyőztük őket, és csupán a nyolcadik helyen álltak, mindenki megriadt. Másnap nyertek, mi a negyedik helyen zártunk úgy, hogy előtte még 13 pont előnyünk volt, ha hason csúszunk, sem kaphattunk volna ki. De egyszerűen zöld utat adtak az atletikus stílusnak” – mesélte Protopopov.
1979-ben meghozták életük egyik legnagyobb és legnehezebb döntését: egy svájci korcsolyatúrán disszidáltak. Hamarosan jégbemutatókra és profi versenyekre váltottak, majd négy profi világbajnokságot is megnyertek.
2003-ban, 23 év után jártak először Oroszországban, majd vendégként részt vettek a szocsi olimpián.
Ljudmila Bjelouszova 2017-ben halt meg, férje hat évvel később követte.
