Aux Jeux à Los Angeles en 1984, Lewis imita Jesse Owens, l’idole de son enfance, en remportant l’or dans le 100 m, le 200 m, le saut en longueur et le relais 4x100 m. Une superstar était née.
À Séoul aux Jeux de 1988, Lewis défendit son titre dans le 100 m avec succès, après disqualification de Ben Johnson. Il le conserva aussi dans le 200 m et récolta l’argent en saut en longueur. Quatre ans plus tard, à Barcelone, c’est en saut en longueur qu’il obtint sa troisième médaille d’or, en battant de trois centimètres le record du monde de Mike Powell. Il établit également un record du monde dans le relais avec l‘équipe américaine.
Pour les Jeux de 1994 à Atlanta, Lewis ne parvint à se qualifier que dans l’équipe des sauteurs en longueur des États-Unis. Ensuite il lui fallut ses trois essais pour être admis en finale, néanmoins avec son troisième saut, il accéda majestueusement à la première place et y resta.
Ses exploits dans le saut en longueur ont fait de Carl Lewis l’un des trois olympiens à gagner la même épreuve individuelle à quatre reprises. Il est aussi l’un des quatre olympiens à détenir neuf médailles d’or.