Tan Zongliang nahm fünfmal an Olympischen Spielen teil. 1996 in Atlanta qualifizierte er sich mit 581 Punkten als Achter im Wettbewerb mit der Luftpistole für das Finale. In diesem erzielte er 101,0 Punkte, den Höchstwert in der Finalrunde, und verbesserte sich damit noch auf den sechsten Platz. Vier Jahre darauf verpasste er in Sydney mit der Luftpistole als Elfter mit 578 Punkten das Finale um drei Punkten. Auch 2004 in Athen missgelang ihm mit der Luftpistole knapp die Qualifikation, mit 582 Punkten wurde er Neunter. Mit der Freien Pistole wurde er mit 558 Punkten Zehnter. Bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking fehlte ihm nur ein Punkt für den Finaleinzug mit der Luftpistole, sodass er den Wettbewerb mit 580 Punkten auf dem elften Rang beendete. Weitaus besser verlief der Wettbewerb mit der Freien Pistole, als er in der Qualifikation Erster mit 565 Punkten wurde. Im Finale fiel er mit 94,5 Punkten noch zwei Plätze zurück auf den dritten Rang, profitierte dann aber davon, dass der ursprüngliche zweitplatzierte Kim Jong-su wegen Dopings disqualifizierte wurde. So erhielt er hinter Jin Jong-oh und vor Wladimir Issakow die Silbermedaille. 2012 trat er in London lediglich nochmals im Wettbewerb mit der Luftpistole an, den er mit 581 Punkten auf dem zwölften Rang abschloss.