- Môn thể thao: Bơi lội

- Nội dung sở trường: 1.500m và 800m tự do

- Vận động viên tiêu biểu toàn quốc (2019, 2021, 2022, 2023)

- 1 trong 4 vận động viên xuất sắc nhất SEA Games 31 (2022)

- Huân chương Lao động hạng Nhì (2022)

- 10 Gương mặt trẻ Việt Nam triển vọng (2019)

- 10 Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu (2021)

- Giải Thể thao Cống hiến 2024 hạng mục "Gương mặt thể thao của năm"

- Năm 2011, khi còn đang học lớp 5 trường tiểu học Tiến Hóa, Nguyễn Huy Hoàng tham gia Hội khỏe Phù Đổng tỉnh Quảng Bình và giành được 2 Huy chương Vàng và sau đó được chọn vào đội tuyển năng khiếu của tỉnh, được đào tạo tại Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu thể dục thể thao tỉnh Quảng Bình. Hai năm sau, anh được tuyển chọn đào tạo tại Trung tâm huấn luyện thể thao quốc gia TP.HCM, sau đó là Trung tâm huấn luyện thể thao quốc gia ở Cần Thơ.

- Năm 2013, chỉ sau 2 năm tập luyện, Huy Hoàng đã giành được huy chương Vàng tại Giải vô địch trẻ quốc gia khi mới 13 tuổi. Với thành tích này, anh được gọi vào đội tuyển trẻ quốc gia.

- Năm 2015, trong lần thi đấu quốc tế đầu tiên tại Giải Vô địch các nhóm tuổi trẻ bơi lội Đông Nam Á, Huy Hoàng trở thành hiện tượng khi giành được 5 huy chương Vàng ở các nội dung 400m tự do, 1.500m tự do, 200m bướm, 200m bơi sải và tiếp sức 4x100m. Ngoài ra, anh còn phá kỷ lục lứa tuổi ở các nội dung 200m bướm, 400m tự do và 1.500m tự do.

- Tại SEA Games 29 năm 2017, Hoàng giành Huy chương Vàng cự ly bơi 1.500m tự do.

- Tại ASIAD 18 năm 2018, Hoàng giành Huy chương Bạc nội dung 1.500m tự do. Cùng năm đó, khi tham dự Olympic trẻ tại Argentina, Hoàng giành Huy chương Vàng đầy thuyết phục.

- Ở đấu trường SEA Games 30 năm 2019, Hoàng giành cú đúp huy chương Vàng ở cự ly 400m tự do và 1.500m tự do.

- Năm 2021, khi tham dự Olympic Tokyo, Huy Hoàng thi đấu hai nội dung 800m và 1.500m bơi tự do nam, lần lượt đứng thứ 20/34 và 12/29. Vận động viên quê Quảng Bình còn giành 2 Huy chương Vàng tại giải bơi vô địch quốc gia bể 25m.

- Năm 2022, tại SEA Games 31 ở Viet Nam, Huy Hoàng giành 2 huy chương Vàng 1.500m, 400m tự do nam và cùng đội tuyển tiếp sức 4x200m tự do nam giành huy chương Vàng kèm theo kỷ lục lịch sử SEA Games với thành tích 7:16.31. Vào ngày thi đấu cuối môn bơi ở SEA Games 31 Huy Hoàng tiếp tục bảo vệ thành công huy chương Vàng nội dung 800m nam và bất ngờ về nhất ở nội dung 200m bướm với thành tích 1.58.81.

- Năm 2023, tại SEA Games 32 Cambodia, Huy Hoàng giành 3 huy chương vàng 400m tự do, 1500m tự do, 4x200m tự do nam và huy chương Đồng 200m bướm.

- Tháng 10/2023 tại Asian Games 19 Hàng Châu (Trung quốc), Huy Hoàng giành 2 huy chương Đồng 400m tự do (3:49.16), 800m tự do (7:51.41).

- Giải vô địch các nhóm tuổi trẻ bơi lội Đông Nam Á (2015): 5 Huy chương Vàng (nội dung 400m tự do, 1.500m tự do, 200m bướm, 200m bơi sải và tiếp sức 4x100m). Phá kỷ lục ở các nội dung 200m bướm, 400m tự do và 1.500m tự do

- Giải vô địch quốc gia 2016: Huy chương Vàng (nội dung 1.500m)

- SEA Games 29 tại Malaysia (2017): Huy chương Vàng (nội dung 1.500m) và phá kỷ lục SEA Games với thành tích 15 phút 20 giây 20; Huy chương Bạc (nội dung tiếp sức 4x200m tự do)

- ASIAD-18 tại Indonesia (2018): Huy chương Bạc (nội dung 1.500m) và ; Huy chương Đồng (nội dung 800m tự do)

- SEA Games 30 tại Philippines (2019): 2 Huy chương Vàng (nội dung 1.500m, 400m tự do) và phá kỷ lục 1.500m với thành tích 14 phút 58 giây14; Huy chương Bạc (nội dung tiếp sức 4x200m tự do)

- Youth Olympic Games tại Argentina (2018): Huy chương Vàng (nội dung 800m tự do)

- SEA Games 31 tại Việt Nam (2021): 5 Huy chương Vàng (nội dung 1.500m, 400m tự do, 800m tự do, 200m bướm và tiếp sức 4x200m tự do). Cùng đồng đội phá kỷ lục 4x200m tự do với thành tích 7 phút 16 giây 31

- SEA Games 32 tại Campuchia (2023): 3 Huy chương Vàng (nội dung 1.500m, 400m tự do, tiếp sức 4x200m tự do); Huy chương Bạc (nội dung 200m bướm)

- ASIAD-19 tại Hàng Châu, Trung Quốc (2023): 2 Huy chương Đồng (nội dung 800m tự do, 400m tự do).