ב-1981 החל לואיס לבלוט גם ברוחק וגם במקצועות הספרינט. עד 1992 סיים שש פעמים בראש הדירוג השנתי ב-100 מטר (7 אם לא סופרים את בן ג'ונסון ב-1987)
השליטה שלו בקפיצה לרוחק הייתה גדולה עוד יותר, הוא דורג 9 פעמים במקום הראשון באותן שנים.
בשנה זו זכה בתואר האמריקאי למאה מטרים וקפיצה לרוחק, מה שהקנה לו את הזכות להיות מושווה לאתלט הנודע, ג'סי אוונס, בשל הנדירות של התואר הכפול.
בתחילת 1981, שיאו החוקי היה אותו שיא אשר קבע בשנתו האחרונה בתיכון שנתיים קודם (8.13 מטר). ב-20 ביולי, שיפר לואיס את שיאו בכמעט חצי מטר כאשר קבע 8.62 בעודו מתחרה כנער. לואיס התייצב כמספר שניים בטבלת כל הזמנים בקפיצה לרוחק אחרי בוב בימון, שקבע את תוצאתו בגבהים של מקסיקו. לואיס, אם כך, הפך לקופץ בעל הקפיצה הרחוקה ביותר בגבהים נמוכים.
כאשר נקבעה התוצאה באוויר הדליל בגבהים של מקסיקו סיטי ב-1968 (2250 מ'), השיא אושר. אולם לאחר מכן התחילו לצוץ כמה מקטרגים אשר טענו כי השיא אינו "טהור" בשל הסיוע אותו מעניק הגובה לאתלטים. טענו כי שיא בגבהים צריך להיפסל בדיוק כמו שיא הנקבע ברוח גבית במהירות מעל שני מטר בשניה. לואיס היה נחוש לקבוע תוצאותיו תוך הימנעות מהסיוע שאותו העניקו הגבהים. בתגובה לשאלה עליה נשאל לאחר תחרות בגבהים ב-1982, הוא ענה, "אני רוצה את השיא ואני מתכנן להשיג אותו, אבל לא בגבהים. אני לא רוצה 'A' אחרי התוצאה". בתחילת דרכו בשנות ה-80 כשרק החל דרכו באתלטיקה העולמית כל שיאי הספרינט והשיא בקפיצה לרוחק נקבעו בגבהים של מקסיקו סיטי.
שיאו האישי ה"צנוע" ב-100 מטר מ-1979, 10.67 ש', השתפר לרמה עולמית בשנה שלאחר מכן בה קבע - 10.21 ש'. ב-1981 כבר להפך למהיר בעולם כאשר חצה את קו הגמר לאחר 10.00 ש' בדיוק. התוצאה השלישית בכל הזמנים, והראשונה בלי לקחת בחשבון את התוצאות שנקבעו בגבהים. בפעם הראשונה, לואיס דורג ראשון בעולם גם בקפיצה לרוחק וגם בריצת 100 מטרים. בפברואר של אותה שנה הפסיד לואיס בתחרות באולם לארי מירקס, זה היה הפסדו האחרון בקפיצה לרוחק במשך יותר מעשור.
ב-1982, לואיס המשיך לשלוט בקפיצה לרוחק וסוף סוף נראה כי הגיע קופץ המאיים על שיאו הפנומנלי של בוב בימון מ-1968 - 8.90 מ'. לפני לואיס רק קופץ אחד בנוסף לבימון השיג תוצאה של מעל 8.53 מ', לוץ דומברוצקי, אלוף אולימפיאדת מוסקבה. במהלך שנה זו, לואיס עבר 8.53 מעל 5 פעמים באצטדיון, ועוד פעמיים באולם. את תוצאת השנה העמיד על 8.76 מ' אותה קבע באינדיאנפוליס ב-24 ביולי. באותה תחרות, לואיס פסל שלוש פעמיים כאשר הבוהן שלו בקושי עוברת את הקרש. בשתי הפסילות הראשונות היה נראה כי עבר את שיאו של בימון, על הקפיצה השלישית כמה צופים טענו כי ריחף כ-9.15 מ'. בנוסף, באותה שנה השווה את שיאו ב-100 מטרים, 10.00 ש'. באותו סוף שבוע קבע 8.61 פעמיים. את השנה סיים במקום הראשון העולמי בקפיצה לרוחק ובריצת 100 מטר. בריצת 200 מטר, ניצב במקום השישי. בנוסף, הוא נבחר לאתלט השנה של המגזין Track &amp; Filed News. עד סוף השנה, הוכר כסופרסטאר בתחום הספורט אף על פי שטרם השתתף בתחרות בינלאומית גדולה. את ההזדמנות לכך קיבל לאחר שנה.
ירית הפתיחה של אליפויות העולם.
לראשונה, התאחדות האתלטיקה הבינלאומית (IAAF), ארגנה אליפות עולם, מה שהפך להיות אחד מאירועי הספורט הגדולים בעולם. האליפות, שנערכה בהלסינקי, התהדרה במספר שיא של מדינות משתתפות באירוע ספורט (154), יותר מהאולימפיאדה שהוחרמה על ידי מספר מדינות בשני האירועים הקודמים (1976, 1980) ועתידה הייתה להיות שוב מוחרמת גם באירוע הקרוב בלוס אנג'לס. ללואיס לא היה יכול להיות תזמון כה מושלם להראות לעולם את כישרונו ועליונותו. בנוסף, היות שהחמיץ את אולימפיאדת מוסקבה עקב החרם, אליפות העולם שימשה עבורו מבחן גדול אחרון לפני האולימפיאדה שתיערך במולדתו בעוד שנה.
באליפות העולם, כולם ציפו לראות את לואיס מתחרה מול בן ארצו, לארי מירקס, אשר לו הפסיד ב-1981. מירקס הצטרף ב-1982 אל החבורה שעברה את גבול 8.53 מטר, מה שהגביר את העניין, אך הוא לא עבר את המבחנים האמריקאים, ונאלץ לצפות בלואיס מנצח בקלות. לואיס קבע באליפות העולם 8.55 מטר כאשר הוא עקף את מדליסט הכסף ב-26 ס"מ.
הריצה ל-100 מטר הגשימה את הציפייה, כאשר הציב את לואיס מול קלווין סמית אשר קבע כחודש לפני ההתמודדות שיא עולם 9.93 שניות (בגבהים). בגמר בהלסינקי היה זה סמית שהגיע 14 מאיות אחרי לואיס שקבע 10.07 שניות. סמית ניצח בריצת 200 מטר, מרוץ בו לואיס לא לקח חלק באליפות העולם. אולם, גם ב-200 מטר שמו של לואיס ייזכר משנה זו. ב-19 ביוני באותה שנה, העמיד לואיס שיא אמריקאי חדש, 19.75 שניות, שהיה שני בעולם לשיאו של פייטרו מנאה מאיטליה, מ-1979, 19.72 שניות (שנקבע בגבהים). באותה ריצה לואיס שמר כוחות והירפה ב-10–15 מטרים האחרונים, יש המעריכים כי לולא עשה זאת היה מעמיד שיא עולם על תוצאה של 19.60-19.65 שניות.
ההישג הגדול של האליפות הגיע בריצת שליחים, בו סמית, שרץ שלישי, מסר ללואיס את המקל כדי שהאחרון יחצה את קו הסיום וייקבע שיא עולם חדש, 37.86 שניות. שיא העולם הראשון של לואיס.
למרות האליפות המצוינת של לואיס, את תוצאות השנה ברוחק ובריצת 100 מטר קבע בהתמודדויות מוקדמות יותר. ב-14 במאי, רץ 100 מטר בתחרות בקליפורניה ועצר את השעון על 9.97 שניות התוצאה הטובה ביותר בעולם והפעם הראשונה שיורדים מ-10 ש' במקום נמוך. בזכות תוצאה זו והתואר מאליפות העולם סיים את השנה במקום הראשון הדירוג העולמי, ובכך עקף את קלווין סמית שקבע שיא עולם באותה שנה. באליפות המכללות ב-29 ביוני, קבע גם ברוחק את התוצאה הטובה בעולם במקומות נמוכים - 8.79, ודורג ראשון בעולם גם במקצוע זה. לואיס נבחר שוב שנה שנייה ברציפות לאתלט השנה של המגזין הנחשב.
אולימפיאדה ראשונה והמסע אחר ג'סי אוונס.
עד 1984 הפך לואיס לאחד הספורטאים המובילים והמוכרים בעולם. אולם, בשל החשיפה הנמוכה יחסית לה זוכה האתלטיקה הקלה בארצות הברית לעומת תחומי ספורט אחרים, לא זכה להכרה הראויה בארצו.
האולימפיאדה באותה שנה שנערכה בלוס אנג'לס שינתה את התמונה. לואיס החל את מסעו אחר ג'סי אוונס בניצחון משכנע במירוץ ל-100 מטרים כאשר קבע תוצאה של 9.99 ש' והותיר את חברו לנבחרת סאם גראדי במקום השני, כ-20 מאיות אחריו.
בהתמודדות הבאה, קפיצה לרוחק, לואיס ניצח בקלות דומה. אולם, גישתו בקפיצות עוררה מחלוקת וקיבלה ביקורת גם בקרב המומחים שהסכימו איתו. מכיוון שללואיס נותרו המרוצים ל-200 מטר וה-4X100, הוא רצה לשמור כוחות ובחר לבצע מינימום קפיצות שיביאו לו את מדליית הזהב. לואיס פחד להיפצע או להתעייף, ובכך לסכן את מטרתו. לכן, לאחר שקפץ בקפיצה הראשונה 8.54 מ', ופסל בניסיון השני, כבר ידע בוודאות כי התוצאה תספיק לזהב המיוחל לנוכח תוצאות המתחרים. אכן לואיס ניצח בהפרש ניכר של 30 ס"מ את גארי הוני האוסטרלי. הקהל לעומתו, שהיה רוב רובו מקומי מארצות הברית רצה לראות את לואיס ממשיך לקפוץ ומנסה לשבור את השיא שבוב בימון קבע לפני 4 אולימפיאדות. לאחר שהיה ברור כי לואיס לא ימשיך לקפוץ החלו להישמע קריאות בוז מהיציע. כשנשאל אודות הקריאות ענה לואיס מצידו:"הייתי בשוק בהתחלה. אבל אחרי קצת מחשבה, הבנתי שהם שורקים מפני שהם רוצים לראות עוד מקרל לואיס. אני מניח שזה מחמיא". במרוץ ל-200 מטרים, השיג את המדליה הרביעית תוך שהוא עוצר את השעון על 19.80 ש' וקובע שיא אולימפי. ב-4X100 שיפר ביחד עם נבחרתו את שיא העולם שקבעו באליפות העולם בהלסינקי לפני כשנה ב-3 מאיות וקבעו 37.83 ש'.
בן ג'ונסון קורא תיגר.
אחרי אולימפיאדת לוס אנג'לס, המשיך לואיס להיות אתלט מספר אחת, במיוחד בקפיצה לרוחק שם לא יפסיד במשך שבע השנים הבאות, אבל בריצה ל-100 מטרים החלו לקום מתחרים שהיוו איום לשליטתו. שיאו בגבהים נמוכים שופר על ידי מל לטני רגע לפני המשחקים האולימפיים, אבל המתחרה הגדול ביותר שלו היה הקנדי בן ג'ונסון, אשר סיים שלישי בלוס אנג'לס. ג'ונסון ניצח פעם אחת את לואיס בשנת 1985, שנה בה נחל לואיס עוד כמה הפסדים ב-100 מטרים, אבל בכל זאת סיים אותה ראשון בדירוג העולמי, כשג'ונסון הוא השני. בשנת 1986 ניצח ג'ונסון את לואיס במשחקי הרצון הטוב שנערכו במוסקבה כשעצר את השעון על התוצאה הטובה ביותר שהושגה בגבהים נמוכים, 9.95 ש'. בשנה זו דורג ג'ונסון במקום הראשון, כשלואיס רק במקום השלישי. בשנה זו הפסיד לואיס יותר מרוצים מאשר ניצח. גם ברוחק לואיס לא דורג ראשון באותה שנה. בשנה זו מעט להתחרות ותוצאת השנה נקבעה על ידי הרוסי רוברט המיאן שקבע 8.61 מ'.
אליפות העולם השנייה.
באליפות העולם השנייה שנערכה בספטמבר 1987, ברומא, זכה לואיס מחדש בתהילה מאולימפיאדת לוס אנג'לס, אף על פי שבמירוץ המכריע של השנה הפסיד לבן ג'ונסון.
כדי להתמקד בקפיצה לרוחק ולקפוץ את כל הניסיונות, ויתר על ההשתתפות בריצה ל-200 מ'. וזאת לא בגלל הביקורת לה זכה ב-1984, אלא מפני שהפעם הקרב היה קשה, רוברט המיאן קפץ במאי של אותה שנה, 8.86 מ' התוצאה השנייה בהיסטוריה, 4 ס"מ פחות מבוב בימון. באותו יום ידו (או רגלו) של לואיס הייתה על העליונה, כאשר עבר בארבעה ניסיונות 8.60 מ', ותוצאתו הטובה הייתה 8.67 מ', המיאן סיים שני עם 8.53.במירוץ השליחים עצר לואיס את השעון על 37.90 ש', מה שהספיק לזהב ולתוצאה שלישית בטיבה בכל הזמנים.