Məmmədli gewann 2004 die U17-Europameisterschaften, im gleichen Jahr gewann er seinen ersten aserbaidschanischen Landesmeistertitel. Diesen Titel verteidigte er 2005, international war der zweite Platz beim Weltcupturnier in Budapest sein bis dahin größter Erfolg. Seinen ersten internationalen Titel gewann er 2006 bei den Europameisterschaften in Tampere. 2007 siegte er beim World Cup in Rom, bei den Judo-Weltmeisterschaften 2007 in Rio de Janeiro gewann er die Silbermedaille hinter dem Südkoreaner Wang Ki-chun. 2008 siegte Məmmədli beim Weltcupturnier in Hamburg und belegte in Moskau den dritten Platz. Bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking gewann er die Goldmedaille, wobei er im Finale Wang Ki-Chun nach dreizehn Sekunden durch Ippon besiegte. Məmmədli war der erste aserbaidschanische Olympiasieger im Judo und der einzige Olympiasieger seines Landes bei den Olympischen Spielen 2008.