Năm 1997, Mykhailychenko trở về đội cũ Dynamo Kiev làm trợ lý cho huấn luyện viên huyền thoại Valeri Lobanovsky. Từ năm 2002, ông trở thành huấn luyện viên của Dynamo Kiev, rồi từ năm 2004 là huấn luyện viên đội hình U21 của đội tuyển Ukraina, rồi huấn luyện viên trưởng đội hình chính thức của Ukraina từ năm 2008.