Ende Februar 2011 steigerte James seine Hallenbestleistung über 400 Meter auf 44,80 s und rückte damit auf den dritten Platz in der ewigen Hallenbestenliste hinter den US-Amerikanern Michael Johnson und Kerron Clement vor. Im Juli trat er bei den Zentralamerika- und Karibikmeisterschaften (CAC) in Mayagüez mit der 4-mal-400-Meter-Staffel an und belegte dort mit neuem Landesrekord von 3:04,27 min den fünften Platz. Zudem nahm er erstmals an den Weltmeisterschaften im südkoreanischen Daegu teil und siegte dort über seine Paradestrecke mit neuer Bestleistung von 44,60 s und gewann damit die erste Medaille für Grenada überhaupt. Beim Leichtathletik-Meeting Weltklasse Zürich konnte er sich erneut steigern und lief eine Zeit von 44,36 s, woraufhin ihn der Leichtathletik-Weltverband (IAAF) zum Nachwuchsathleten des Jahres. 2012 erfolgte die Teilnahme an den Hallenweltmeisterschaften in Istanbul, bei denen er in 46,21 s den sechsten Platz belegte. Zudem qualifizierte er sich erstmals für die Olympischen Spiele in London und gewann dort mit 43,94 s im Finale überlegen die Goldmedaille. Es war die erste Medaille für Grenada in der Geschichte der Olympischen Spiele und zugleich war seine Zeit auch Landesrekord, Weltjahresbestleistung und die schnellste Zeit, die seit 2008 gelaufen wurde.