"Det brutala ryska brottet att slå till mot en vanlig mataffär med en robot är uppenbarligen en terrorattack", skrev Zelenskyj på sociala medier efter attacken på torsdagen.
Roboten slog ned i butiken med tillhörande kafé i orten Hroza, cirka nio mil sydost om Charkiv.
"Det pågick en likvaka över en bybo som hade dött", skriver inrikesminister Igor Klymenko som citeras av nyhetsbyrån Interfax Ukraine.
Bland dödsoffren finns en sexårig pojke. Dessutom har ett tiotal personer skadats i angreppet.
Enligt Charkivs guvernör Oleh Synjehubov skedde attacken klockan 13 lokal tid.
Starka fördömanden
Uppgifterna om robotattacken kom från ukrainska källor, liksom bilder från platsen där roboten slog ned.
Men sent på torsdagen kom hårda fördömanden från flera håll. Vita huset kallade attacken mot byn Hroza för "ett fruktansvärt" angrepp. FN:s generalsekreterare António Guterres fördömde attacken i de starkaste ordalag, enligt hans talesperson.
EU:s utrikeschef Josep Borrell kallade attacken för "ett krigsbrott" och "en ny, grym nivå" på det ryska invasionskriget.
Strax efter klockan 19 avslutades sökandet efter eventuella överlevande. Räddningstjänsten fastslog då dödstalet till 51. Sex personer skadades, varav ett barn.
Zelenskyj befann sig på EU:s toppmöte i Granada i Spanien när han nåddes av beskedet om attacken.
"Den ryska terrorn måste stoppas. Alla de som hjälper Ryssland att kringgå sanktioner är kriminella", skrev presidenten på Telegram.
Möten på toppmöte
Det ukrainska beskedet om attacken kom samtidigt som Zelenskyj hade ett möte med Frankrikes president Emmanuel Macron. Ytterligare stöd till Ukrainas luftförsvar och till insatser för att skydda Odessa och ukrainska intressen i Svarta havet stod enligt Zelenskyj på dagordningen.
"Jag tackar president Macron och det franska folket för deras starka och pågående stöd till Ukraina", skriver Zelenskyj på Telegram.
