Moehsen wurde 1742 Arzt am Joachimsthalschen Gymnasium in Berlin. Im Jahr 1745 wurde er zum Mitglied der Leopoldina gewählt. 1747 wurde er Mitglied des Obermedizinalkollegiums und Kreisphysikus des Kreises Teltow, ab 1763 Mitglied des Obersanitätskollegiums in Berlin.
1766 wurde er Arzt am Kadettenkorps und an der Ritterakademie in Berlin sowie ab 1778 Leibarzt von Friedrich II.
Für verschiedene Forschungsarbeiten der brandenburgischen Geschichtsschreibung und Wissenschaftsgeschichtsschreibung werden seine Person und Werk beigezogen, beispielsweise seine Untersuchung über die im Vergleich zu Zivilpersonen vierfache Suizidrate der Soldaten in Berlin, aufgeschlüsselt nach deren Regimentern.
Moehsen arbeitete auch das Justizverbrechen an Lippold Ben Chluchim auf, indem er aus dem Hofarchiv des damaligen Leibarztes Paul Luther, Sohn des Reformators, anhand der Protokolle und Originalurkunden zum Tode Kurfürst Joachims II. Hector, die einhellig einen Ausfluss am Fuße in Kombination mit einer plötzlichen Erkältung als Todesursache nennen, den Lippold gemachten Vorwurf des Giftmordes widerlegte.[2]
Verzeichnis einer Sammlung von Bildnissen größtenteils berühmter Ärzte. Christian Friedrich Himburg, Berlin 1771. (Digitalisat)
Geschichte der Wissenschaften in der Mark Brandenburg, besonders der Arzneiwissenschaft; von den ältesten Zeiten an bis zu Ende des sechzehnten Jahrhunderts […]. George Jacob Decker, Berlin/Leipzig 1781. (Digitalisat) Nachdruck, im Format verkleinert, bei Georg Olms, Hildesheim/ New York 1976.
Beiträge zur Geschichte der Wissenschaften in der Mark Brandenburg von den ältesten Zeiten an bis zu Ende des sechszehnten Jahrhunderts: I. Leben Leonhard Thurneissers zum Thurn, Churfürstl. brandenb. Leibarztes. Beitrag zur Geschichte der Alchymie, wie auch der Wissenschaften und Künste, in der Mark Brandenburg. u.s.w. II. Fragmente zur Geschichte der Chirurgie von 1417 bis 1598, wie auch, zur Beantwortung der Frage: Ob die alte Verbindung der Chirurgie mit den Barbirern aufzuheben sey? III. Verzeichnis der Dohm- und Kollegiatstifter, wie auch Mönchs- und Nonnenklöster, die ehemals in der Mark Brandenburg floriret, oder auch auswärtig von deren Landesfürsten gestiftet worden. Verlag von George Jakob Decker, Berlin/Leipzig 1783 Digitalisat; Nachdruck von Werner Fritsch Verlag, München 1976.
Betrachtungen über die Berlinischen Selbstmörder unter den Soldaten. Nach dem Manuskript aus den Materialien der Berliner Mittwochsgesellschaft herausgegeben von Hans-Uwe Lammel (= Fundstücke. Band 3). Wehrhahn, Hannover-Laatzen 2004, ISBN 3-932324-33-1.
Lebensbeschreibung des verstorbenen Königl. Preuß. Leibmedikus und Doktor der Arzneigelehrsamkeit Johann Karl Wilhelm Moehsen. In: Johann Wilhelm Andreas Kosmann und Theodor Heinsius (Hrsg.): Denkwürdigkeiten und Tagesgeschichte der Mark Brandenburg, Band 1, Januar – Junius 1796, Belitz und Braun, Berlin, S. 90–97. (Von den zeitgenössischen Nachrufen und Biografien diejenige, die die meisten Daten zu Leben und beruflicher Laufbahn bietet.)
Aloys Henning: Zu den Augenoperationen am Kantor und am Archidiakon von St. Thomas in Leipzig, Johann Sebastian Bach und Christoph Wolle. In: Würzburger medizinhistorische Mitteilungen 17, 1998, S. 227–250; hier: S. 228–231.
Hans-Uwe Lammel: Kinds-Mord und Historiographie. Ärztlich-forensische Praxis und Reformations-Deutung in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts am Beispiel von Johann Carl Wilhelm Moehsen (1722-1795). In: Carsten Zelle (Hrsg.): Vernünftige Ärzte. Hallesche Psychomediziner und die Anfänge der Anthropologie in der deutschsprachigen Frühaufklärung. Tübingen 2001 (Hallesche Beiträge zur Europäischen Aufklärung, Bd. 19), S. 200–219.
Ursula Goldenbaum / Hans-Uwe Lammel (Hrsg.): Der Weltverbesserer Johann Carl Wilhelm Moehsen (1722–1795). Königlicher Leibarzt – Historiker – Aufklärer in Berlin. Wehrhahn, Hannover 2023, ISBN 978-3-98859-016-9.
Histoire de l’académie royale des sciences et belles-lettres. In: Mémoires de l’académie royale des sciences et belles-lettres depuis l’avénement de Fréderic Guillaume II au throne. Aout 1786 jusqu’à la fin de 1787. Avec l’histoire pour le même temps. Decker, Berlin 1792, S.15u.18.
Heinz Knobloch: Herr Moses in Berlin: Auf den Spuren eines Menschenfreundes. Fischer Taschenbuch Verlag, Frankfurt am Main 1979, ISBN 3-596-12801-3, S. 306. (Fischer Taschenbuch; Nr. 12801)