Mergea va obtenir resultats molt destacats durant la seva etapa júnior, en la qual va arribar a ser número 2 en categoria individual i número 1 en dobles l'any 2003. Durant aquest etapa va guanyar el torneig de Wimbledon i fou finalista en l'Open d'Austràlia l'any 2003, mentre que en dobles va guanyar aquest darrer torneig amb el seu compatriota Horia Tecău.
La seva transició a la categoria sènior fou molt negativa, ja que diverses lesions van limitar el seu rendiment. La manca de resultats individuals van esgotar la seva motivació i el 2010 va decidir retirar-se del tennis. Mesos després es va repensar la decisió gràcies a l'ajuda de la seva dona Daiana centrant-se únicament en el circuit de dobles. Va guanyar el primer títol en aquesta categoria l'any 2013. La progressió fou evident i va guanyar un títol de categoria Masters, i a final de temporada fou finalista en l'ATP World Tour Finals (2015).