Pierwszą duża imprezą w karierze Klemetsena były mistrzostwa świata w Oberstdorfie w 2005 roku, gdzie wspólnie z Petterem Tande, Magnusem Moanem i Kristianem Hammerem wywalczył złoty medal w zawodach drużynowych. Indywidualnie zajął 20. miejsce w Gundersenie. Dwa lata później, podczas mistrzostw świata w Sapporo razem z Tande, Moanem i Espenem Rianem zdobył brązowy medal. Indywidualnie plasował się w drugiej połowie drugiej dziesiątki. Następny start na imprezie tego cyklu zaliczył dopiero w 2011 roku, podczas mistrzostw świata w Oslo. W Gundersenie na normalnej skoczni był drugi po skokach, jednak nie zdołał obronić tej pozycji w biegu i ostatecznie zajął dziewiąte miejsce, tracąc 47 sekund do zwycięzcy - Erica Frenzla z Niemiec. Na dużej skoczni zaprezentował się jeszcze lepiej, wygrywając konkurs skoków. Niestety w biegu na 10 km ponownie nie zdołał obronić przewagi nad resztą stawki i zajął czwarte miejsce, przegrywając walkę o brązowy medal z Frenzelem. W konkursach drużynowych na obu skoczniach Norwegowie w składzie: Jan Schmid, Magnus Moan, Mikko Kokslien i Håvard Klemetsen zdobyli kolejne brązowe medale. Z medalem wrócił także z mistrzostw świata w Val di Fiemme w 2013 roku. Razem z Jørgenem Gråbakiem, Magnusem Krogiem i Magnusem Moanem wywalczył srebrny medal w sztafecie. Wystąpił także w obu konkursach indywidualnych, zajmując piąte miejsce na normalnym obiekcie i dziewiąte na dużym. Na kolejnych mistrzostwach świata w Falun w 2015 roku w występach indywidualnych Klemetsen był piąty w gundersenie na skoczni normalnej i dziewiąty w gundersenie na skoczni dużej. Występy drużynowe natomiast przyniosły dwa medale, srebrny w biegu sztafetowym wraz z Moanem, Kokslienem i Gråbakiem oraz brązowy w sprincie drużynowym z Moanem.