איתמר זכה במקום השלישי בגמר הכימיאדה 2021 לכיתות י"ב והיה חלק מנבחרת ישראל בכימיה במשך שנתיים. בשנת 2020 התקבל למשלחת וייצג את מדינת ישראל באולמיפיאדת מנדלייב וזכה במדליית ארד.

בשנת 2021 איתמר ייצג את מדינת ישראל באולימפיאדת הכימיה הבינלאומית בכימיה (IChO), אשר התקיימה בטוקיו, יפן וזכה במדליית כסף.

בנוסף, ייצג את מדינת ישראל באולימפיאדת מנדלייב הבינלאומית בכימיה בשנת 2021 באופן מקוון וזכה במדליית כסף.

כשסיים את דרכו בנבחרת, השתלב בצוות ההדרכה כמדריך בולט ומוערך כשהוא מלמד את תחום הכימיה האורגנית. לאחר השירות הצבאי, חזר ללמד וכיום (2025) הוא עדיין מדריך בולט ומוערך בנבחרת.