A inceput sa practice tirul la varsta de 12 ani, dupa ce a incercat la gimnastica, handbal si karate. A fost descoperit de antrenorul Adrian Alaci, in urma unei selectii efectuate la Colegiul National Unirea din Focsani, unde invata.

S-a specializat in proba de 10 m pusca aer comprimat, fiind legitimat la Clubul Sportiv Dinamo Bucuresti.

A participat la doua editii ale Jocurilor Olimpice, mai intai in 2008, la Beijing, unde s-a clasat pe locul 4 si in 2012, la Londra, unde a cucerit titlul olimpic dupa ce timp de 24 de ani niciun roman nu mai reusise aceasta performanta la tir. Mai mult, in calificări, a acumulat 599 de puncte si a egalat recordul olimpic, intrand in finala cu cel mai bun punctaj.

Ultimul titlu olimpic pentru Romania fusese cucerit  in 1988, la Seul, de Sorin Babii, cel care l-a antrenat pe Alin Moldoveanu pentru JO de la Londra.

In 2016, a fost cooptat in Echipa Olimpica a Romaniei, dupa ce Federatia Internationala de Tir Sportiv (ISSF) i-a acordat un wild-card, solicitat de Comitetul Olimpic si Sportiv Roman.