En 1789, Moreau entre dans l'armée en tant que sous-lieutenant du régiment de hussards d'Albret, mais il quitte le service en 1792 pour rejoindre les rangs des armées révolutionnaires. Il sert d'abord dans l'Armée du Nord et se distingue pendant la bataille de Valmy en 1792.
En 1793, Moreau est nommé général de brigade et prend part à la guerre de Vendée. En 1795, il est nommé commandant en chef de l'armée d'Italie et obtient plusieurs victoires contre les Autrichiens, notamment à Bassano (1796) et Castiglione (1797).
En 1799, Moreau est de nouveau nommé commandant en chef de l'armée d'Italie et doit affronter les Autrichiens menés par le général Mack. Malgré son succès à Magnano (1800), Moreau n'est pas capable de prendre la décision décisive qui permettrait de mettre fin à la guerre. En conséquence, il est remplacé par Napoléon Bonaparte.
Moreau continue cependant à servir sous les ordres de Napoléon et participe aux campagnes de 1805 à 1807. En 1813-1814, il est nommé commandant en chef des armées du Rhin et du Danube et doit affronter les coalitions alliée menés par l'Autriche, la Russie et la Prusse.
Après la chute de Napoléon, Moreau sert les Bourbons et est nommé pair de France en 1815. En 1830, il rejoint la révolution libérale qui chasse les Bourbons du trône de France et se rallie à Louis-Philippe Ier.
Moreau décède le 29 janvier 1819 à Paris. Il est considéré comme l'un des plus grands généraux français de la Révolution française et est considéré comme un modèle d'honneur et de vertu. Sa vie a été immortalisée dans plusieurs peintures, sculptures et œuvres littéraires.