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

2011年10月22日，毛飛廉在第七屆全國城市運動會男子200米個人混合泳決賽中，以2分01秒24的成績奪得亞軍。

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

2013年6月30日在第四屆亞洲室內(nèi)與武道運動會游泳比賽中，毛飛廉為中國隊摘得首金。

2013年9月8日，第十二屆全運會男子200米蛙泳決賽，以2分10秒25的成績打破全國紀(jì)錄并斬獲此項目的冠軍。

2015年4月14日，2015年全國游泳冠軍賽男子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年全國游泳冠軍賽男子200米蛙泳冠軍。

2016年7月18日，中國游泳里約奧運名單出爐，毛飛廉入選。

2016年11月13日，中國游泳隊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，在日本東京辰巳國際水泳場進行的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年全國游泳冠軍賽暨第十三屆全運會預(yù)賽，男子4乘100混決賽，毛飛廉與李廣源、汪順、錢智勇組成的浙江隊以3分35秒71獲得冠軍。

2017年5月15日，中國游泳隊宣布了首批參加世界游泳錦標(biāo)賽的運動員名單，毛飛廉在列。

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

2017年9月10日，在第十三屆全國學(xué)生運動會男子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，第十三屆全國學(xué)生運動會（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年全國游泳冠軍賽男子400米個人混合泳季軍。

2018年6月24日，毛飛廉以2分12秒22獲得2018年全國夏季游泳錦標(biāo)賽暨“我要上青奧”選拔賽暨亞運會選拔賽男子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以3分39秒50獲得2018年全國游泳錦標(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、錢智勇、洪金權(quán)、何峻毅組成的浙江隊獲得2019年全國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年全國夏季游泳錦標(biāo)賽暨世錦賽選拔賽男子400米個人混合泳第三。

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

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

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