Да, и в вашем варианте не должно быть проблем. Как минимум можете добавить в webmaster google и через короткое время он покажет какие файлы считал.
А для каких целей именно двойная вложенность? Посмотрите такой вариант:
ru.evelito.com/sitemap/sitemap.xml
Он у нас проиндексировался более чем на 30% (в сумме там 2.550.000 ссылок) за месяц с лишним.
Необязательно, чтобы основной файл был в корне. Просто добавьте в robots.txt или в панель вебмастера поисковых систем и все.
<sitemapindex xmlns="http://www.sitemaps.org/schemas/sitemap/0.9">
<sitemap>
<loc>https://evelito.com/sitemap/sitemap-cc-ru-10.xml.gz</loc>
<lastmod>2019-08-04T06:08:04+03:00</lastmod>
</sitemap>
<sitemap>
<loc>https://evelito.com/sitemap/sitemap-cc-ru-27.xml.gz</loc>
<lastmod>2019-08-04T06:08:04+03:00</lastmod>
</sitemap>
<sitemap>
<loc>https://evelito.com/sitemap/sitemap-cc-ua-3.xml.gz</loc>
<lastmod>2019-08-04T06:08:04+03:00</lastmod>
</sitemap>
</sitemapindex>