In der &lt;a href="Biathlon-Weltcup%202020/21"&gt;Saison 2020/21&lt;/a&gt; feierte Žemlička im Alter von 24 Jahren sein Debüt im Biathlon-Weltcup mit dem 55. Platz beim Sprint in Hochfilzen. Bei einem Einzel im Januar 2021 konnte der Tscheche als 39. seine ersten Weltcup-Punkte sammeln. Seine bis dato beste Platzierung auf Weltcup-Ebene konnte Žemlička im Rahmen der Biathlon-Weltmeisterschaften 2021 als 26. des Einzels erzielen. Er nahm auch an den Biathlon-Europameisterschaften 2021 teil. Außerdem trat er bei einigen Wettbewerben des &lt;a href="IBU-Cup%202020/21"&gt;IBU-Cups 2020/21&lt;/a&gt; an, wobei seine beste Individualplatzierung ein 9. Rang war. Mit der tschechischen Mixed-Staffel erreichte Žemlička im März 2021 beim Saisonfinale in Obertilliach als Dritter erstmals einen Podestplatz im IBU-Cup.