Fin 2010, il est opéré du poignet à la suite d'une blessure contractée en 2009. Lors du Tournoi des Six Nations 2011, il commence une association au centre avec Jonathan Davies en jouant second centre (numéro 13). Cette association sera reconduite par la suite, notamment lors de la coupe du monde 2011. Lors de la coupe du monde 2011, le sélectionneur français Marc Lièvremont dit de lui qu'il est . Roberts est sélectionné comme premier centre lors du premier match accroché contre l'Afrique du Sud (défaite 17-16) ainsi que lors du match remporté contre les Samoa (17-10). Non sélectionné contre la Namibie, il marque deux essais lors de la rencontre suivante face au Fidji. Avec l'équipe galloise, il vainc l'équipe irlandaise en quart de finale, se qualifiant pour la deuxième fois de l'histoire du rugby gallois pour les demi-finales d'une coupe du monde où ils affronteront les Français victorieux de l'Angleterre.