Kariera reprezentacyjna Żemaletdinow był podstawowym graczem reprezentacji młodzieżowych - do lat 16., 17., 19. i 21. W 2013 zdobył złoty medal na Mistrzostwach Europy do lat 17. z reprezentacją Rosji, strzelając gola w pierwszym meczu grupowym z Ukrainą. Z tą drużyną brał także udział w Mistrzostwach Świata do lat 17. w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Później reprezentował reprezentację Rosji na Mistrzostwach Europy do lat 19. w Grecji, w których Rosja została wicemistrzem i uległa dopiero w finale Hiszpanii.
30 października 2019 po raz pierwszy został powołany do seniorskiej reprezentacji Rosji, na mecze eliminacyjne Mistrzostw Europy 2020 ze Szkocją i Cyprem, jednak nie zadebiutował w kadrze.
24 marca 2021, zadebiutował w reprezentacji w meczu eliminacyjnym do Mistrzostw Świata 2022 z Maltą, wychodząc na boisko w drugiej połowie i otrzymując żółtą kartkę.
11 maja 2021 został powołany do szerokiego, 30-osobowego składu Rosji na Mistrzostwa Europy 2020.