Cet athlète est l’un des plus titrés de son sport avec 25 victoires individuelles en Coupe du monde où il dispute ses premières compétitions dès 2003. Pour ses premiers Jeux olympiques d’hiver à Turin 2006, il a remporté le bronze dans l’épreuve individuelle derrière l’Allemand Georg Hettich et l’Autrichien Felix Gottwald et la médaille d’argent en sprint. Il n’a pas participé à la compétition par équipes.

Après deux bonnes saisons en Coupe du monde, il était très attendu à Vancouver 2010 où il ne finira jamais mieux que 5ème.

A Sotchi 2014, il est de nouveau médaillé aux Jeux olympiques à Sotchi. C’est là qu’il obtient la médaille d’argent derrière son compatriote Jorgen Graabak en sprint puis la médaille d’or par équipe.

En fin de saison, Magnus Moan est récompensé par la médaille Holmenkollen, la célèbre distinction du ski nordique.

Sélectionné pour les Jeux de PyeongChang 2018, il doit renoncer car le staff norvégien lui refuse la préparation spécifique qu’il entendait mettre en œuvre. Du coup, il renonce à sa discipline et met un terme à sa carrière. Il est désormais en charge du marketing au sein de la fédération norvégienne de ski.