Moskova'daki Gerasimov Sinematografi Enstitüsü'nde oyunculuk eğitimi aldı. Kariyerine Eugeni Ginzburg'un yönettiği Voices of fish (2008) filmiyle başladı. Bros (2009-2014) adlı TV dizisindeki performansıyla da tanınıyor. Daha sonra Robin Kampiyo'nun Eastern Boys (2012) filminde rol aldı. Film 3 Fransız César ödülüne aday gösterildi. Vorobyov daha sonra romantik drama Out of love (2016) filminde rol aldı. Film Rotterdam Film Festivali'nde (IFFR 2016) Bright Future ana programında yer aldı. Vorobyov'un Eugene Tkachuk ile birlikte yönetmen olarak ilk çıkışını yaptığı Prayer adlı kısa film çeşitli festivallerde 12 ödül aldı. 2015 yazında Vorobyov, çekimleri Kostroma'da gerçekleştirilen Silent Water adlı kısa filmin yazar/yönetmeni oldu.