Ved OL i 1956 i Cortina d'Ampezzo satte han verdensrekorder i sine seire over 500 m (40,2 sekunder) og 1500 m (2: 08,6 minutter). I 1960 på de olympiske vinterlekene i Squaw Valley vant Grischin igjen gull på disse to distansene, men måtte dele medaljen over 1500 m med nordmannen Roald Aas samtidig . Allerede i 1956 måtte han dele seieren over denne ruten med landsmannen Juri Michailow og oppnådde dermed en nyhet ved de olympiske vinterlekene i en individuell idrett som fortsatt er gyldig i dag. Ved de olympiske leker i Innsbruck i 1964 vant Grischin sølvmedaljen på 500 m. I 1968 i Grenoble , på slutten av karrieren nesten 37 år gammel, ble han nummer fire på 500 m. I 1956 ble han europamester i firvegs kamp.
Yevgeny Grishin satte fire av sine syv verdensrekorder over 500 m distanse. Han hadde den beste forestillingen over 12 år (1956–1968). Han var den første løperen som underbød 40-sekundersmerket over 500 m. Hans rekordtid på 39,6 sekunder, løpt i Squaw Valley 28. februar 1960, hadde ikke blitt anerkjent som verdensrekord. Først i slutten av januar 1963 oppnådde han verdensrekord på Medeo-banen i Alma-Ata, Kasakhstan, med tiden 39,5 sekunder, noe som også ble offisielt bekreftet av verdensforeningen ISU . Dette varte til 1968 da det ble underbudt av Erhard Keller . Fra 1955 til 1967 hadde Grischin også verdensrekorden over 1000 m (1: 22,8 minutter). På denne ruten erstattet Ard Schenk ham som verdensrekordholder. Han satte ytterligere to verdensrekorder over 1500 m.