Samen met Mathias Boe werd Mogensen in 2012 Europees kampioen in het mannendubbel. In de daaropvolgende zomer nam het duo Boe-Mogensen ook deel aan de Olympische Spelen in Londen. Ze konden zich kwalificeren voor de finale, maar daarin verloren ze van het Chinese duo Cai Yun en Fu Haifeng zodat ze met zilver moesten tevreden zijn.
Het duo Boe-Mogensen won 13 toernooien in de BWF Super Series. In 2015 waren ze ook de beste in het eindklassement van de BWF Super Series. Op 11 november 2010 kwam het Deense duo op de eerste plaats van het mannen dubbel op de BWF wereldranglijst. In totaal voerden ze 62 weken de wereldranglijst aan.