Уроженец Омска, чья профессиональная карьера стартовала в Тамбове, наиболее ярко проявил себя в 2002-м году в московском Спартаке. После этого Сычев выступал за Марсель, а в начале 2004-го года перешел в Локомотив. За неполные девять сезонов в составе Железнодорожников он провел свыше 200 матчей Премьер-лиги, отличившись 73 раза. С московским клубом нападающий выиграл чемпионат России в 2004-м году, со сборной России стал бронзовым призером Евро-2008.
 
В минувшем сезоне Сычев окончательно потерял место в основе команды, лишь трижды выйдя на поле в поединках чемпионата (всякий раз — на замену). В начале марта минское Динамо взяло футболиста в краткосрочную аренду. За белорусский клуб он забил один гол в Кубке Белоруссии и два — в первом отборочном раунде Лиги Европы.