Samir Məmmədovun beynəlxalq turnirlərdə debütü 2003-cü ildə oldu. Samir Məmmədov Litvanın Kaunas şəhərində baş tutan yeniyetmələr arasında Avropa Çempionatının və Rumıniyanın Buxarest şəhərində baş tutan yeniyetmələr arasında Dünya Çempionatının qalibi oldu.

2005-ci ilin noyabrında Samir Məmmədov Çində baş tutan Dünya Çempionatında mübarizə apardı. Turnirin təsnifat mərhələsində Qırğızıstan nümayəndəsi Tileq Saparbəy Uluya 32:18, 1/16 final mərhələsində İtaliya nümayəndəsi Vinçenzo Pihardiya 36:20 hesabları ilə qalib gələn Samir Məmmədov 1/8 final mərhələsində Dominikan Res. nümayəndəsi Xuan Karlos Payano 26:36 hesabı ilə məğlub oldu və Dünya Çempionatında mübarizəsini başa vurdu.

Samir Məmmədov beynəlxalq turnirlərdə birinci uğuruna 2006-cı ildə Bolqarıstanın Plovdiv şəhərində baş tutan Avropa Çempionatında imza atdı. Turnirin 1/8 final mərhələsində İtaliya nümayəndəsi Vinçenzo Pihardiya, 1/4 final mərhələsində isə Ermənistan nümayəndəsi Vaçaqan Avaqyana (44:20) qalib gələn Samir Məmmədov Avropa Çempionatının yarım-final mərhələsinə adladı. Final gedən yolda onun rəqibi Fransa nümayəndəsi Cerom Tomas oldu. Həmin görüşdə Samir Məmmədov rəqibi üzərində 52:33 hesabı ilə qələbə qazandı və Avropa Çempionatının final görüşünə vəsiqə qazandı. Həlledici görüşdə isə onun rəqibi Rusiya nümayəndəsi Georgi Balaxşin oldu. Həmin görüşdə Samir Məmmədov 30:44 hesabı ilə məğlub oldu və Avropa Çempionatını gümüş medalla başa vurdu.

Daha sonra Samir Məmmədov 2007-ci ildə Birləşmiş Ştatlarda baş tutan Dünya Çempionatında mübarizə apardı. Turnirin təsnifat mərhələsində İspaniya nümayəndəsi Xuan Padilla üzərində qələbə qazanan Samir Məmmədov 1/16 final mərhələsində Çin Taybeyi nümayəndəsi Li Çhu Fena, 1/8 final mərhələsində isə Tacikistan nümayəndəsi Ənvər Yunusova qalib gəldi və turnirin 1/8 final mərhələsinə adladı. Bu mərhələdə onun rəqibi Puerto-Riko nümayəndəsi Villiams Arroyo oldu. Həmin görüşdə Samir Məmmədov rəqibi üzərində 33:22 hesabı ilə qələbə qazandı və Dünya Çempionatının yarım-final mərhələsinə adladı. Finala gedən yolda isə onun rəqibi ABŞ nümayəndəsi Rau'şe Varren oldu. Bu görüşdə Samir Məmmədov rəqibinə 14:26 hesabı ilə məğlub oldu və Dünya Çempionatının bürünc medalına sahib oldu.

2008-ci ilin avqustunda Samir Məmmədov Azərbaycanı Çində baş tutan XXIX Yay Olimpiya Oyunlarında təmsil elədi. −51 Kq. turnirində çıxış edən Samir Məmmədov avqustun 12-də olimpiadanın 1/16 final mərhələsində Mərakeş nümayəndəsi Abdeillah Nhaila ilə üz-üzə gəldi. Həmin görüşdə Samir Məmmədov rəqibi üzərində 20:4 hesabı ilə inamlı qələbə qazandı və turnirin 1/8 final mərhələsinə adladı. Bu mərhələdə isə onun rəqibi son Dünya Çempionatının finalçısı Tailand nümayəndəsi Somyit Yonqyohor oldu. Həmin görüşdə Samir Məmmədov rəqibinə 2:10 hesabı ilə məğlub oldu və olimpiadanı doqquzuncu pillədə başa vurdu.

Həmin ilin noyabrında isə Samir Məmmədov İngiltərənin Liverpul şəhərində baş tutan Avropa Çempionatında mübarizə apardı. Samir Məmmədov turnirin təsnifat mərhələsində Ukrayna nümayəndəsi Alexander Yeqorova qalib gəlsə də (14:10), 1/8 final mərhələsində İrlandiya nümayəndəsi Ryan Lindberqa məğlub oldu (4:11) və Avropa Çempionatında mübarizəsini başa vurdu.

Bundan sonra Samir Məmmədov bir müddət idmandan uzaqlaşdı. Samir Məmmədov 5 ildən sonra, 2013-cü ilin iyununda Belarusda baş tutan Avropa Çempionatında mübarizə apardı. Turnirin təsnifat mərhələsində Samir Məmmədov Xorvatiya nümayəndəsi Mirsad Ahmediya qalib gəldi (3:0) və 1/8 final mərhələsinə adladı. Bu mərhələdə onun rəqibi Moldova nümayəndəsi Vyaçeslav Gojan oldu. Gərgin idman mübarizəsi şəraitində baş tutan görüşdə Samir Məmmədov rəqibi üzərində qələbə qazandı (2:1) və Avropa Çempionatının 1/4 final mərhələsinə adladı. Bu mərhələdə isə onun rəqibi Ermənistan nümayəndəsi Aram Avaqyan oldu. Həmin görüşdə Samir Məmmədov rəqibinə məğlub oldu (1:2) və Avropa Çempionatında medalın bir addımlığında mübarizəsini dayandıraraq turniri beşinci pillədədə başa vurdu.