Klemetsen debuterte i verdenscupen i 2003. Under VM 2005 i Oberstdorf var han med på å vinne gull i lagkonkurransen, og kom på 20.-plass i den individuelle kombinertøvelsen. Under VM 2007 i Sapporo vant han bronse i lagkonkurransen sammen med Espen Rian, Petter Tande og Magnus Moan.