2000年，14岁的庞伟开始练习射击项目。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
。2021年，庞伟入选2020年东京奥运会中国体育代表团射击项目运动员名单。
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2006年，庞伟获得
萨格勒布世界锦标赛男子团赛10米气手枪金牌；2008年，北京第29届奥运会男子10米气手枪夺得金牌；2014年，仁川
亚运会获得男子50米手枪慢射团体赛金牌
；2016年8月7日，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，获得铜牌。2019年11月21日，庞伟夺得2019国际射联步手枪世界杯总决赛男子10米气手枪金牌
。2021年7月24日，庞伟夺得东京奥运会射击男子10米气手枪铜牌
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。2021年7月27日，中国组合姜冉馨/庞伟获得东京奥运会十米气手枪混合团体金牌。
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