Bei den Weltmeisterschaften 2009 in Berlin gewann er mit einer Weite von 22,03 m die Goldmedaille vor dem Polen Tomasz Majewski, dem er ein Jahr zuvor in Peking noch unterlegen war. 2010 wurde Cantwell in Doha zum dritten Mal Hallenweltmeister. Im folgenden Jahr verpasste er bei den Weltmeisterschaften mit vier Zentimeter Rückstand auf den Dritten knapp eine Medaille. Mit demselben Rückstand wurde er bei den Olympischen Spielen 2012 Vierter.