Alle Olimpiadi di Pechino 2008 ha vinto la medaglia d'oro olimpica nella specialità pistola 10 metri aria compressa, vincendo quindi la medaglia di bronzo nella medesima specialità alle Olimpiadi di Rio de Janeiro 2016. Pang Wei si è ripetuto anche alle Olimpiadi di Tokyo 2020, dove ha ottenuto il bronzo sempre nella pistola 10 metri aria compressa.