Moon valittiin demokraattisen puolueen ehdokkaaksi presidenttiksi vuonna 2017 Park Geun-hyen viralta poistamisen jälkeen. Presidenttinä Moon on saanut kansainvälistä huomiota tapaamisistaan Pohjois-Korean puheenjohtajan Kim Jong-unin kanssa huhtikuussa, toukokuussa ja syyskuussa pidetyissä korealaisten huippukokouksissa.
Hän on kolmas Etelä-Korean presidentti, joka tapaa Pohjois-Korean presidentin. 30. kesäkuuta 2019 hän tapasi sekä Kimin että Yhdysvaltojen presidentin Donald Trumpin Korean demilitarisoituneella vyöhykkeellä.