Pomilio ble olympisk mester i vannpolo under OL-19992 i Barcelona. Han var med på det italienske laget som vant vannpoloturneringen foran Spania og USA. Italia vant semifinalen over SUS med 9-8, og finalen mot Spania endte også 9-8 etter tre ekstra perioder. Pomilio spilte sju kamper og scoret tre mål i OL-turneringen.