2011年9月22日，在山東日照舉行的全國(guó)游泳錦標(biāo)賽上,與孫楊、汪順、施浩然一起以7分21秒25的成績(jī)順利折桂男子4×200米自由泳接力，為浙江隊(duì)貢獻(xiàn)一枚金牌。

2011年10月22日，毛飛廉在第七屆全國(guó)城市運(yùn)動(dòng)會(huì)男子200米個(gè)人混合泳決賽中，以2分01秒24的成績(jī)奪得亞軍。

2013年4月6日在全國(guó)游泳冠軍賽上，毛飛廉以2分11秒16的成績(jī)打破全國(guó)紀(jì)錄并奪得金牌

2013年6月30日在第四屆亞洲室內(nèi)與武道運(yùn)動(dòng)會(huì)游泳比賽中，毛飛廉為中國(guó)隊(duì)摘得首金。

2013年9月8日，第十二屆全運(yùn)會(huì)男子200米蛙泳決賽，以2分10秒25的成績(jī)打破全國(guó)紀(jì)錄并斬獲此項(xiàng)目的冠軍。

2015年4月14日，2015年全國(guó)游泳冠軍賽男子200米蛙泳決賽中，以2分10秒77獲得亞軍。

2016年4月7日晚，毛飛廉以2分09秒98獲2016年全國(guó)游泳冠軍賽男子200米蛙泳冠軍。

2016年7月18日，中國(guó)游泳里約奧運(yùn)名單出爐，毛飛廉入選。

2016年11月13日，中國(guó)游泳隊(duì)出征游泳亞錦賽的名單出爐，毛飛廉入選。

2016年11月17日，2016年亞洲游泳錦標(biāo)賽，男子400混決賽，毛飛廉以4分15秒73獲得第三。

2016年11月19日上午，在日本東京辰巳國(guó)際水泳場(chǎng)進(jìn)行的2016年亞洲游泳錦標(biāo)賽，男子200米蛙泳預(yù)賽，毛飛廉以2分16秒77排第四。

2017年4月17日，2017年全國(guó)游泳冠軍賽暨第十三屆全運(yùn)會(huì)預(yù)賽，男子4乘100混決賽，毛飛廉與李廣源、汪順、錢(qián)智勇組成的浙江隊(duì)以3分35秒71獲得冠軍。

2017年5月15日，中國(guó)游泳隊(duì)宣布了首批參加世界游泳錦標(biāo)賽的運(yùn)動(dòng)員名單，毛飛廉在列。

2017年9月6日，在第十三屆天津全運(yùn)會(huì)男女混合4X100米混合泳接力比賽中，毛飛廉代表的浙江隊(duì)獲得冠軍。

2017年9月10日，在第十三屆全國(guó)學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)男子100米蛙泳決賽中，毛飛廉代表上海出戰(zhàn)以1分00秒99獲得第二。

2017年9月12日，第十三屆全國(guó)學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)（大學(xué)組）男子200米蛙泳決賽中，毛飛廉以2分13秒39的成績(jī)奪得亞軍。

2018年4月16日，毛飛廉以4分17秒46獲得2018年全國(guó)游泳冠軍賽男子400米個(gè)人混合泳季軍。

2018年6月24日，毛飛廉以2分12秒22獲得2018年全國(guó)夏季游泳錦標(biāo)賽暨“我要上青奧”選拔賽暨亞運(yùn)會(huì)選拔賽男子200米蛙泳亞軍。

2018年10月13日，毛飛廉獲得2018年全國(guó)秋季游泳錦標(biāo)賽男子100米蛙泳第五名。

2018年10月17日，由李廣源、毛飛廉、丁堯亮、何峻毅組成的浙江隊(duì)以3分39秒50獲得2018年全國(guó)游泳錦標(biāo)賽男子4乘100米混合泳接力冠軍。

2018年11月4日，毛飛廉以2分05秒73獲得2018年國(guó)際泳聯(lián)短池游泳世界杯北京站男子200米蛙泳第六名。

2019年1月6日，毛飛廉獲得2019年全國(guó)春季游泳錦標(biāo)賽男子200米自由泳第四名。

2019年1月7日，毛飛廉以22秒90獲得2019年全國(guó)春季游泳錦標(biāo)賽男子50米自由泳并列冠軍。

2019年1月8日，毛飛廉獲得2019年全國(guó)春季游泳錦標(biāo)賽男子100米自由泳第五名。

?2019年3月24日，由毛飛廉、錢(qián)智勇、洪金權(quán)、何峻毅組成的浙江隊(duì)獲得2019年全國(guó)游泳冠軍賽暨世錦賽選拔賽男子4X100米自由泳接力冠軍。?

2019年6月13日，獲2019年全國(guó)夏季游泳錦標(biāo)賽暨世錦賽選拔賽男子50米蛙泳第三。

2019年6月14日，以4分21秒96獲2019年全國(guó)夏季游泳錦標(biāo)賽暨世錦賽選拔賽男子400米個(gè)人混合泳第三。

2019年9月6日，跟隨浙江隊(duì)獲2019年全國(guó)游泳錦標(biāo)賽男子4乘100米自由泳第一。

2019年9月11日，跟隨浙江隊(duì)獲2019年全國(guó)游泳錦標(biāo)賽男女4乘100米混合泳接力第二。

2019年9月12日，跟隨浙江隊(duì)獲2019年全國(guó)游泳錦標(biāo)賽男子4乘100米混合泳接力冠軍。