Bei den Biathlon-Weltmeisterschaften 2005 in Hochfilzen gewann er zusammen mit Friedrich Pinter, Wolfgang Rottmann und Christoph Sumann die Bronzemedaille im 4 × 7,5 km Staffelwettbewerb. Bei der WM 2009 in Pyeongchang holte Daniel Mesotitsch als Startläufer der österreichischen Staffel gemeinsam mit Simon Eder, Dominik Landertinger und Christoph Sumann die Silbermedaille. Bei den Olympischen Winterspielen 2010 gewann er – erneut mit Eder, Landertinger und Sumann – in der Staffel die Silbermedaille. Vier Jahre später, bei den Olympischen Winterspielen 2014 in Sotschi, gewann er mit der Staffel, wieder in der gleichen Besetzung, die Bronzemedaille.