2000年，庞伟14岁进入保定市第二重点业余体育学校射击中心开始练习射击项目，受张广伟教练的训练。2002年，庞伟参加全国射击赛、全国青少年射击赛并获得冠军。2003年，庞伟进入河北省队，由教练张胜阁进行指导训练。2005年，庞伟进入国家队，教练王义夫，成为当时中国射击队最年轻的运动员。

庞伟射击

2006年7月23日，庞伟以总成绩683.8环获得萨格勒布世界锦标赛男子10米气手枪冠军，为中国射击代表队获得该次世锦赛第一枚金牌，此次也是庞伟首次在国际大赛上亮相；7月25日，庞伟与林忠仔和谭宗亮组合，世界锦标赛男子团赛10米气手枪的预赛压倒俄罗斯，并赢得金牌。同日，庞伟在男子个人10米气手枪决赛以683.3环夺得金牌。12月2日，庞伟再次与林忠仔和谭宗亮组合参加多哈亚运会男子团体10米气手枪小项，并赢得中国于该届亚运中的第6面金牌。12月5日，庞伟与谭宗亮及徐坤男子团体50米手枪小项决赛，以1682环赢得金牌，是庞伟在多哈亚运会获得的第二枚金牌。

2007年10月26日，庞伟参加全国城市运动会并获得50米自选手枪慢射冠军；在射击世界盃总决赛上获得男子10米气手枪铜牌。

2008年8月9日，在北京奥运会男子10米气手枪决赛中，庞伟以688.2环勇夺金牌，为中国射击队赢得了本届奥运会的首枚金牌，也是中国代表团收穫的第二枚金牌。

2011年8月20日，庞伟在深圳世界大学生运动会男子10米气手枪获得亚军。

2012年，在亚洲射击锦标赛男子50米手枪慢射中获得第九名；在伦敦奥运会射击比赛男子10米气手枪中以总成绩683.7环获得第四名。

2014年9月20日，在仁川亚运会男子50米手枪慢射团体赛中，庞伟与蒲琪峰和王智伟组合併以1692环夺得金牌，收穫中国队在仁川亚运会上的第三枚金牌；9月21日，在男子十米气手枪团体比赛中，庞伟与蒲琪峰和王智伟组合以1743环获得亚军。同日，庞伟获得仁川亚运会男子10米气手枪个人决赛银牌。

2016年射击世界盃首站男子50米手枪慢射庞伟获亚军；3月28日，2016年中国射击队奥运选拔赛在北京展开角逐。男子50米手枪慢射第三场比赛庞伟名列第一位，他以总积分100分名列积分榜第一位，顺利获得里约奥运会此项目的入场券；5月22日，射击世界盃慕尼黑站，庞伟以190.3环的成绩获得男子50米手枪慢射亚军；8月7日，中国选手庞伟在里约奥运会男子10米气手枪决赛上打出180.4环的成绩，获得第三名；8月10日，里约奥运会男子50米手枪决赛第八名。

2017年8月30日，第十三届全运会射击比赛在天津团泊体育中心射击馆继续进行。男子10米气手枪，奥运冠军庞伟获得第六名。9月1日，第十三届全运会射击比赛在天津团泊体育中心射击馆进入到最后一天。10米气手枪混合团体赛，河北队庞伟/赵须险胜河南组合何正阳/周莹，夺得金牌。

（以上内容参考资料：）

2008年12月31日，庞伟首次坦白恋情，并大方的表示自己就喜欢杜丽这样的女孩，杜丽与庞伟恋情正式公开。

庞伟杜丽婚礼

2009年11月29日，庞伟与杜丽在保定举行婚礼，成为了新中国体育史上的第一对奥运冠军夫妇。

2010年8月8日上午11点28分，庞伟妻子杜丽在济南千佛山医院剖宫产下一子。

2010年10月，庞伟同吴敏霞一起领衔体育明星拍摄公益宣传片：“伸出双手，奉献爱心”。

庞伟

庞伟的技术比较稳重，他平时不爱多说话，但这正造就了他稳定的心理素质。他的技术很细腻，有独到之处。（教练张胜阁评）

庞伟

庞伟应该说还是非常优秀的，根据他的特性，我们也在逐步挖掘他的潜力，这孩子非常拼搏，非常懂事，不是那种张扬的人。希望他可以儘快调整好自己吧。（教练王义夫评）