早年經曆
2000年，龐偉14歲進入保定市第二重點業餘體育學校射擊中心開始練習射擊項目，受張廣偉教練的訓練。2002年，龐偉參加全國射擊賽、全國青少年射擊賽并獲得冠軍。2003年，龐偉進入河北省隊，由教練張勝閣進行指導訓練。2005年，龐偉進入國家隊，教練王義夫，成為當時中國射擊隊最年輕的運動員。
職業生涯
2006年7月23日，龐偉以總成績683.8環獲得薩格勒布世界錦标賽男子10米氣手槍冠軍，為中國射擊代表隊獲得該次世錦賽第一枚金牌，此次也是龐偉首次在國際大賽上亮相；7月25日，龐偉與林忠仔和譚宗亮組合，世界錦标賽男子團賽10米氣手槍的預賽壓倒俄羅斯，并赢得金牌。同日，龐偉在男子個人10米氣手槍決賽以683.3環奪得金牌。12月2日，龐偉再次與林忠仔和譚宗亮組合參加多哈亞運會男子團體10米氣手槍小項，并赢得中國于該屆亞運中的第6面金牌。12月5日，龐偉與譚宗亮及徐坤男子團體50米手槍小項決賽，以1682環赢得金牌，是龐偉在多哈亞運會獲得的第二枚金牌。
2007年10月26日，龐偉參加全國城市運動會并獲得50米自選手槍慢射冠軍；在射擊世界杯總決賽上獲得男子10米氣手槍銅牌。
2008年8月9日，在北京奧運會男子10米氣手槍決賽中，龐偉以688.2環勇奪金牌，為中國射擊隊赢得了本屆奧運會的首枚金牌，也是中國代表團收獲的第二枚金牌。
2011年8月20日，龐偉在深圳世界大學生運動會男子10米氣手槍獲得亞軍。
2012年，在亞洲射擊錦标賽男子50米手槍慢射中獲得第九名；在倫敦奧運會射擊比賽男子10米氣手槍中以總成績683.7環獲得第四名。
2014年9月20日，在仁川亞運會男子50米手槍慢射團體賽中，龐偉與蒲琪峰和王智偉組合并以1692環奪得金牌，收獲中國隊在仁川亞運會上的第三枚金牌；9月21日，在男子十米氣手槍團體比賽中，龐偉與蒲琪峰和王智偉組合以1743環獲得亞軍。同日，龐偉獲得仁川亞運會男子10米氣手槍個人決賽銀牌。
2016年射擊世界杯首站男子50米手槍慢射龐偉獲亞軍；3月28日，2016年中國射擊隊奧運選拔賽在北京展開角逐。男子50米手槍慢射第三場比賽龐偉名列第一位，他以總積分100分名列積分榜第一位，順利獲得裡約奧運會此項目的入場券；5月22日，射擊世界杯慕尼黑站，龐偉以190.3環的成績獲得男子50米手槍慢射亞軍；8月7日，中國選手龐偉在裡約奧運會男子10米氣手槍決賽上打出180.4環的成績，獲得第三名；8月10日，裡約奧運會男子50米手槍決賽第八名。
2017年8月30日，第十三屆全運會射擊比賽在天津團泊體育中心射擊館繼續進行。男子10米氣手槍，奧運冠軍龐偉獲得第六名。9月1日，第十三屆全運會射擊比賽在天津團泊體育中心射擊館進入到最後一天。10米氣手槍混合團體賽，河北隊龐偉/趙須險勝河南組合何正陽/周瑩，奪得金牌。
2019年11月21日，在福建莆田舉行的2019國際射聯步手槍世界杯總決賽中，龐偉奪得男子10米氣手槍金牌。
2020年9月，在全國射擊冠軍賽（手槍項目）男子10米氣手槍比賽中，龐偉以242.5環的成績奪得冠軍。
2021年，龐偉入選2020年東京奧運會中國體育代表團射擊項目運動員名單。2021年7月24日，在東京奧運會射擊男子10米氣手槍決賽中，龐偉以217.6環收獲銅牌，這也是他在四屆奧運會征戰曆程中收獲的第三枚獎牌。7月27日，中國組合姜冉馨/龐偉獲得東京奧運會十米氣手槍混合團體金牌。
生涯數據
獲獎記錄
社會活動
2008年12月31日，龐偉首次坦白戀情，并大方的表示自己就喜歡杜麗這樣的女孩，杜麗與龐偉戀情正式公開。
2009年11月29日，龐偉與杜麗在保定舉行婚禮，成為了新中國體育史上的第一對奧運冠軍夫婦。
2010年8月8日上午11點28分，龐偉妻子杜麗在濟南千佛山醫院剖宮産下一子。
人物評價
龐偉的技術比較穩重，他平時不愛多說話，但這正造就了他穩定的心理素質。他的技術很細膩，有獨到之處。（教練張勝閣評）
龐偉應該說還是非常優秀的，根據他的特性，我們也在逐步挖掘他的潛力，這孩子非常拼搏，非常懂事，不是那種張揚的人。希望他可以盡快調整好自己吧。（教練王義夫評）
