W Moskwie działa wiele klubów sportowych (posiadających kilka sekcji różnych dyscyplin sportowych), w tym CSKA Moskwa, Dinamo Moskwa, Lokomotiw Moskwa, Spartak Moskwa, Torpedo Moskwa. Na Łużnikach znajduje się pałac sportu. Rozgrywano tu Mistrzostwa Świata w Łyżwiarstwie Figurowym 2005, Letnie Igrzyska Olimpijskie 1980, Finał Ligi Mistrzów 2008, Mistrzostwa Świata w Gimnastyce Artystycznej 2010. W 2013 miasto gościło lekkoatletyczne mistrzostwa świata. Corocznie rozgrywany jest tutaj także tenisowy turniej Kremlin Cup. W 2018 roku odbywały się Mistrzostwa Świata w Piłce Nożnej.