Odil Ahmedov w 2007 zadebiutował w reprezentacji Uzbekistanu. Z zespołem narodowym brał udział w eliminacjach do Mundialu w RPA. W 2011 został powołany do Pucharu Azji. W fazie grupowej strzelił dwie bramki: w wygranym 2:0 spotkaniu z Katarem oraz w zremisowanym 2:2 meczu z Chinami. Uzbecy zajęli 1. miejsce w swojej grupie i awansowali do dalszej fazy. Ostatecznie zajęli 4, miejsce na całym turnieju, co jest największym osiągnięciem w historii drużyny.