Se casó con Olga Dugarte, con quien tuvo dos hijos: Federico y Alonso.

[1]​ Sus hermanos son los músicos Federico y Carmen Moleiro (madre del barítono Gaspar Colón).

[2]​ Estudió en los liceos Aplicación y Andrés Bello, en este último se graduó de bachiller.

Tras abandonar la lucha armada se graduó en Filosofía como summa cum laude en la anterior casa de estudios.

[1]​ En 1963 una vez iniciada la lucha armada, el MIR funda el Frente Ezequiel Zamora de las FALN del cual Moleiro sería comandante junto con Alfredo Maneiro, Américo Martín y Fernando Soto Rojas.