Aux Championnats d'Europe 2021 se déroulant à Duszniki-Zdrój en Pologne, Khalili effectue un 20/20 au tir sur l'individuel et termine au pied du podium (). Il réalise un nouveau sans faute sur le sprint et s'adjuge cette fois la médaille d'argent derrière le Suisse Martin Jäger. Moins performant au tir durant la poursuite (trois erreurs), il ne prend que la place. Cependant ses bons résultats sur l'ensemble de la compétition lui offrent une opportunité de sélection pour les Championnats du monde. Khalili fait ainsi partie de l'équipe russe qui se rend sous une bannière neutre aux Championnats du monde 2021 à Pokljuka. Il entame la compétition par une place au sprint avec deux fautes au tir. Il réalise ensuite une performance remarquée en prenant la sixième place sur l'individuel grâce à un 20/20 au tir, un résultat qui lui permet de se qualifier pour la mass start. Avec ses compatriotes Eliseev, Loginov et Latypov, il glane la médaille de bronze du relais, derrière la Norvège et la Suède, soit son premier podium dans l'élite. Khalili conclut ses premiers mondiaux par une place sur la mass-start avec un 17/20 au tir. À l'issue de cette première saison réussie au plus haut niveau pour Khalili, l'union russe de biathlon, insatisfaite des résultats d'ensemble de l'équipe, impose désormais à tous les biathlètes de l'équipe nationale de ne plus s'entraîner à part avec un coach personnel. Khalili intègre donc le groupe entraîné par Yuri Kaminsky, en compagnie entre autres de Latypov et Eliseev.