Bereits als 13-Jähriger gewann Gheorghiu die rumänische Jugendmeisterschaft, drei Jahre später, 1960, gewann er die Landesmeisterschaft der Erwachsenen. Insgesamt neunmal (1960, 1962, 1964–1967, 1973, 1977 und 1987) gelang ihm der Sieg bei der Landesmeisterschaft und er war bis in den Anfang der 1990er Jahre der führende Spieler Rumäniens. 1963 wurde er in Vrnjačka Banja als erster Rumäne Juniorenweltmeister. Die FIDE verlieh ihm im gleichen Jahr den Titel Internationaler Meister, 1965 den Titel Großmeister.[1]
Nach zwei erfolglosen Anläufen im Zonenturnier (jeweils ein 4. Platz in Vrnjačka Banja 1967 und Athen 1969) gelangen ihm vier Qualifikationen (2. Platz in Helsinki 1972, 1.–2. Platz in Wraza 1975, 2.–5 in Warschau 1979 und 1.–2. Platz in Budapest 1982) zur nächsten Etappe in der WM-Ausscheidung: Er spielte in den InterzonenturnierenPetrópolis 1973 (14.), in Manila 1976 (10.–13.), in Riga 1979 (5.–6.) und in Moskau 1982 (12.).
In seinem Heimatland war er sehr populär: Ein 1978 erschienenes Buch Secretele marilor maeștri von Constantin Ștefaniu stellt ihn auf eine Stufe mit Bobby Fischer und Anatoli Jewgenjewitsch Karpow. Eine Sammlung seiner besten Partien veröffentlichte Gheorghiu 1980 unter dem Titel Partide alese.
Sein Verein in Rumänien ist CS Progresul Bukarest. In der Schweiz spielte er bis 2000 bei der Schachgesellschaft Schwarz-Weiss Bern, danach bis 2002 in der Nationalliga A bei den Schachfreunden Reichenstein, in der Bundesliga 2001 beim SK Aarau, 2002 und 2003 bei Niederrohrdorf, mit dem er 2002 die Schweizer Gruppenmeisterschaft gewann. Seit 2015 spielt er mit dem Echallens Chess Club in der Nationalliga A. Am European Club Cup nahm er 1986 und 1990 mit IT Bukarest teil.[5]