Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Long's 170kg hiss med sitt sista försök i ren och idiot såg honom ta guld från London 2012 mästare Om Yun-Chol i Nordkorea, som lyfte 303kg.
Thailands Sinphet Kruaithong tog bronsmedaljen vid Riocentro Pavilion 2 med 289kg.
I rycksegmentet, Peking 2008 vinnare Long matchade 16-åriga olympiska rekordet 137kg.
Prenumerera på BBC Sport nyhetsbrev för att få vårt tips på nyheter, funktioner och video skickas till din inkorg.
Kinas Long Qingquan lyfte ett kombinerat världsrekord på 307kg för att vinna OS-guld i männens 56kg viktlyftning.