Mamleev gewann mit der russischen Staffel 1994 in Polen die Junioren-Weltmeisterschaft. 1995 gewann er Silber und Bronze bei den Junioren-Weltmeisterschaften in Dänemark. Zwei Jahre danach startete Mamleev erstmals bei einer Herren-Weltmeisterschaft. Seine erste Top-10-Platzierung in einem Einzelwettkampf erreichte er bei den Weltmeisterschaften 2001 in Tampere, als er Sechster im Sprint wurde. 2002 gewann er die Europameisterschaft auf der Mitteldistanz, die Weltcupsaison 2002 beendete er auf dem zweiten Rang hinter dem Norweger Bjørnar Valstad. 2004 in Schweden wurde er gemeinsam mit Andrei Chramow und Walentin Nowikow in der russischen Staffel Vizeweltmeister. Im Frühling 2004 ehelichte er außerdem die Südtirolerin Sabine Rottensteiner – eine ehemalige Orientierungsläuferin – und zog deshalb nun nach Italien. Mamleev entschied sich auch, fortan für Italien starten zu wollen. Als er im Sommer 2006 den italienischen Pass erhielt, startete er bei den Weltmeisterschaften 2006 in Dänemark erstmals für Italien. 2009 bei den Weltmeisterschaften im ungarischen Miskolc wurde er Dritter auf der Langdistanz hinter dem Sieger Daniel Hubmann aus der Schweiz und dem Franzosen Thierry Gueorgiou. Damit gewann er die erste Medaille bei einer Orientierungslauf-Weltmeisterschaft für Italien. Allerdings wurde die Medaille von Protesten begleitet. Die finnische Delegation reichte einen offiziellen Protest ein, da Mamleev dem vier Minuten nach ihm gestarteten Daniel Hubmann nach der Überholung nachgelaufen sein soll. Der Protest wurde schließlich mit zwei zu drei Stimmen abgelehnt.