Unmittelbar nach seinem Abschluss trat Moscati in das Personal des Ospedale degli Incurabili ein und wurde schließlich Verwalter. Während dieser Zeit setzte er seine Studien fort und betrieb medizinische Forschung, wenn er nicht gerade seine Aufgaben im Krankenhaus erfüllte. Er war bereits für sein Engagement bei der Erfüllung seiner Aufgaben bekannt und erhielt weitere Anerkennung für seinen Einsatz nach dem Ausbruch des Vesuvs am 8. April 1906. Eines der Krankenhäuser, für die Moscati verantwortlich war, Torre del Greco, befand sich nur wenige Kilometer vom Krater des Vulkans entfernt. Viele der Patienten waren ältere Menschen, und viele waren auch gelähmt. Moscati beaufsichtigte die Evakuierung des Gebäudes und brachte alle Patienten hinaus, bevor das Dach durch die Asche einstürzte. Er schickte einen Brief an den Generaldirektor des neapolitanischen Krankenhausdienstes, in dem er sich bei allen bedankte, die bei der Evakuierung geholfen hatten, ohne jedoch seinen eigenen Namen zu erwähnen.
Als 1911 in Neapel die Cholera ausbrach, wurde Moscati von der Stadtverwaltung beauftragt, die öffentliche Gesundheit zu kontrollieren und sowohl die Ursachen der Krankheit als auch die besten Methoden zu ihrer Ausrottung zu erforschen. Dies tat er schnell und präsentierte seine Vorschläge den Stadtbeamten. Zu seiner Zufriedenheit wurden die meisten dieser Ideen bis zu seinem Tod in die Praxis umgesetzt. Ebenfalls 1911 wurde Moscati Mitglied der Königlichen Akademie für Chirurgische Medizin und erhielt seinen Doktortitel in physiologischer Chemie.
Neben seiner Arbeit als Forscher und Arzt war Moscati für die Leitung des örtlichen Instituts für Anatomische Pathologie verantwortlich. Im Autopsiesaal des Instituts stellte er ein Kruzifix mit der Inschrift Kapitel 13, Vers 14 des Buches Hosea auf: Ero mors tua, o mors (O Tod, ich werde dein Tod sein). Die Mutter des Arztes starb 1914 an Diabetes; in der Folge experimentierte Moscati als einer der ersten neapolitanischen Ärzte mit Insulin zur Behandlung der Krankheit.
Während des Ersten Weltkriegs versuchte Moscati, in die Streitkräfte einzutreten, wurde aber abgewiesen; die Militärbehörden waren der Meinung, dass er dem Land besser dienen konnte, indem er die Verwundeten behandelte. Sein Krankenhaus wurde von der Armee übernommen, und er selbst besuchte fast 3.000 Soldaten. Im Jahr 1919 wurde er zum Direktor einer der örtlichen Männerschulen ernannt und unterrichtete weiterhin. 1922 erhielt Moscati eine libera docenza in klinischer Medizin, die es ihm ermöglichte, an Hochschulen zu unterrichten.