同年6月25日の全米選手権男子100m予選で世界歴代10位タイおよびアメリカ歴代4位（ともに当時）の記録となる9秒84（+1.3）をマーク。翌日の準決勝は追い風参考記録ながら9秒76 (+3.7)の好タイムで突破すると、迎えた決勝は9秒96（0.0）で2位に入り、初のシニアアメリカ代表の座を掴んだ。シニア世界大会デビューとなった8月の北京世界選手権は、男子100m予選を全体2位の9秒91（+0.5）で突破した。しかし、マイケル・フォードコーチ曰く「異常なくらい緊張していた」という準決勝は9秒99（-0.4）と予選よりタイムを落としたが、かろうじてタイムで拾われる全体7位タイ（3人が並ぶ）で決勝に進出した。緊張も収まった約2時間後の決勝では、ウサイン・ボルト（9秒79）、ジャスティン・ガトリン（9秒80）に続き、アンドレ・ドグラスとともにフィニッシュラインを越えた。レース直後の電光掲示板にはアンドレ・ドグラスの名前が3位に表示されたが、やがてブロメルの名前も3位に表示され、アンドレ・ドグラスと9秒92（-0.5）の同着3位で銅メダルを獲得した。1走を務めた男子4×100mリレーは37秒91で予選突破に貢献するも、決勝は3-4走間でオーバーゾーンがあったため失格となった（当初は2位でフィニッシュ）。