Město bývá v Kolumbii nazýváno hlavním městem sportu. Sídlí zde dva tradiční prvoligové fotbalové kluby América de Cali a Deportivo Cali, na zdejším stadionu se konaly Panamerické hry v roce 1971 i Světové hry 2013. Město hostilo mistrovství světa v dráhové cyklistice 2014. Hrály se zde také některé zápasy mistrovství světa v basketbalu mužů 1982 a mistrovství světa ve fotbale hráčů do 20 let 2011. V roce 2015 se v Cali konalo mistrovství světa v atletice do 17 let.