Heti tutkinnon saatuaan Moscati liittyi Ospedale degli Incurabilin henkilökuntaan ja siirtyi lopulta hallintovirkamieheksi. Tänä aikana hän jatkoi opiskelua ja teki lääketieteellistä tutkimusta silloin, kun hän ei hoitanut tehtäviään sairaalassa. Hänet oli jo tunnustettu sitoutumisestaan tehtäviinsä, ja hän sai lisää tunnustusta toimistaan Vesuviuksen 8. huhtikuuta 1906 tapahtuneen purkauksen jälkimainingeissa. Yksi Moscatin vastuulla olleista sairaaloista, Torre del Greco, sijaitsi muutaman kilometrin päässä tulivuoren kraatterista. Monet sen potilaista olivat vanhuksia, ja monet olivat myös halvaantuneita. Moscati valvoi rakennuksen evakuointia ja sai heidät kaikki ulos juuri ennen kuin katto romahti tuhkan takia. Hän lähetti Napolin sairaalapalvelun pääjohtajalle kirjeen, jossa hän vaati kiittämään evakuoinnissa auttaneita, mutta ei kuitenkaan maininnut omaa nimeään.
Kun Napolissa puhkesi kolera vuonna 1911, kaupunginhallitus antoi Moscatille tehtäväksi suorittaa kansanterveystarkastuksia ja tutkia sekä taudin alkuperää että parhaita keinoja sen hävittämiseksi. Hän teki tämän nopeasti ja esitti ehdotuksensa kaupungin virkamiehille. Häntä tyydyttävällä tavalla useimmat näistä ideoista toteutettiin käytännössä hänen kuollessaan. Niin ikään vuonna 1911 Moscatista tuli Kuninkaallisen kirurgisen lääketieteen akatemian jäsen, ja hän väitteli tohtoriksi fysiologisen kemian alalta.
Työskentelynsä ohella tutkijana ja lääkäreiden parissa Moscati valvoi paikallisen anatomis-patologian tutkimuslaitoksen suuntalinjoja. Instituutin ruumiinavaushuoneeseen hän sijoitti krusifiksin, johon oli kirjoitettu Hoosean kirjan 13. luvun 14. jae: Ero mors tua, o mors (Oi kuolema, minä olen sinun kuolemasi). Lääkärin äiti kuoli diabetekseen vuonna 1914; sen seurauksena Moscatista tuli yksi ensimmäisistä napolilaislääkäreistä, jotka kokeilivat insuliinia sairauden hoidossa.
Tämän vuoksi Moscati yritti ensimmäisen maailmansodan aikana värväytyä asevoimiin, mutta hänet hylättiin; sotilasviranomaiset katsoivat, että hän voisi palvella maata paremmin hoitamalla haavoittuneita. Hänen sairaalansa siirtyi armeijan haltuun, ja hän itse kävi lähes 3 000 sotilaan luona. Vuonna 1919 hänestä tuli yhden paikallisen mieskoulun johtaja; hän jatkoi myös opetustyötä. Vuonna 1922 Moscati sai kliinisen lääketieteen libera docenza -tutkinnon, joka antoi hänelle mahdollisuuden opettaa korkeakouluissa.