中国出战英国伦敦举行的奥林匹克运动会射击比赛男子50米手枪赛事。预赛阶段，庞伟以第二名身份晋级决赛。但在随后进行的决赛上，庞伟发挥失常，最后仅以683.7环的总成绩结束比赛，与奖牌无缘。
里约热内卢奥运.2016年8月，庞伟代表中国出战巴西里约热内卢举行的奥林匹克运动会射击比赛男子10米气手枪赛事。决赛阶段，庞伟以180.4环获得季军，越南选手黄春荣以202.5环创造奥运会纪录夺冠，巴西华裔枪手费利佩以202.1环拿到亚军。
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