Im Jahr 2011 nahm Dwyer erstmals an den Schwimmweltmeisterschaften teil, bei denen er durch seine Teilnahme am Vorlauf eine Goldmedaille mit der 4-x-200-m-Freistil-Staffel gewann. Bei den Olympischen Sommerspielen 2012 trat Dwyer zusammen mit Ryan Lochte, Ricky Berens und Michael Phelps im Finale über 4-x-200-m-Freistil an und wurde Olympiasieger.