באולימפיאדת בייג'ינג (2008) זכה המתאגרף ויאצ'יסלב גוז'אן במדליית ארד. באולימפיאדת לונדון (2012) הייתה מרימת המשקולות כריסטינה יובו לאישה הראשונה שזוכה במדליה אולימפית לזכות מולדובה, מדליה זו נשללה ממנה ב-2016 בעקבות הרשעה באמרוץ. מרים משקולות נוסף, אנטולי צ'יריקו, זכה אף הוא במדליית ארד, אף היא נשללה ממנו ב-2016. עוד בלטו במשחקים אלו האתלטים זלינה מרגייבה שסיימה במקום השמיני ביידוי פטיש ויון לוצ'יאנוב שסיים במקום העשירי בריצת 3000 מטר מכשולים. באולימפיאדת ריו דה ז'ניירו (2016) זכה חותר הקאנו סרגיי טרנובסקי במדליית ארד במקצה ל-1000 מטר אך זו נשללה ממנו ב-2017 לאחר הרשעה באימרוץ. זלינה מרגייבה סיימה במקום החמישי ביידוי פטיש, ואחיה הצעיר, סרגיי מרגייב, סיים במקום העשירי. מרים המשקולות אלכסנדר שפאץ סיים במקום החמישי וסרגיי צ'קיר סיים במקום השישי.