L'année suivante, aux Jeux de Los Angeles, il remporte la finale olympique du en , devançant ses plus dangereux adversaires du moment, l'Américain Sam Graddy et le Canadien Ben Johnson. Surmédiatisé et bénéficiant de confortables revenus publicitaires, Lewis surclasse ses adversaires durant trois ans. Seul Ben Johnson parvient à contester la suprématie de à partir du milieu des années 1980. Le musculeux Canadien l'emporte au meeting de Zurich 1985, et par deux autres fois en 1986. Il réalise cette année-là le temps de . Aux Mondiaux de Rome en 1987, le duel Lewis-Johnson est l'un des plus attendus. Ben Johnson remporte la médaille d'or en battant le record du monde de près d'un dixième de secondes ( contre pour Lewis). Les deux hommes se retrouvent l'année suivante aux Jeux olympiques de Séoul. Lewis se voit devancé une nouvelle fois par Johnson qui réalise une nouvelle marque mondiale en , nouveau record mondial. Pour cause de dopage, la performance de Ben Johnson est annulée et ses titres mondiaux et olympiques lui sont retirés. En conséquence, Carl Lewis devient le nouveau détenteur du record du monde du en et récupère les titres de Johnson.