Lewis föddes i Birmingham i Alabama. När Lewis var två år (1963) flyttade familjen till Willingboro i New Jersey, nära Philadelphia, där han tillbringade resten av sin barndom.[1]
Carl Lewis slog igenom på allvar 1983 i VM i Helsingfors när han vann 3 guld: 100 meter, längdhopp och stafett 4×100 meter. Året efter under OS i Los Angeles kopierade han legendaren Jesse Owens bravad från OS 1936 då han vann hela 4 guld: 100 och 200 meter, längdhopp och stafett 4×100 meter.
1985-88 fick han på 100 meter finna sig i att stå i skuggan av kanadensaren Ben Johnson men efter att denna diskats för dopning efter OS-finalen 1988 fick Lewis guldet istället samt världsrekordet (9,92). I efterhand fick han även guldet på 100 meter i VM 1987 sedan Johnson erkänt långvarigt dopingmissbruk. I VM 1991 satte Lewis världsrekord på 100 meter (9,86) och i stafett 4×100 meter Lewis verkliga paradgren var emellertid längdhopp. Han var obesegrad i 66 raka tävlingar under 10 års tid (1981-91), och vann 4 raka OS-guld i grenen (1984-96). Han fick emellertid aldrig slå Bob Beamons klassiska rekord (8,90) från OS 1968. Trots mängder av hopp över 8,50 för Lewis under 80-talet gällde hans 8,79 från 1983 (Indianapolis) ännu som personligt rekord inför VM i Tokyo 1991. I finalen hade Lewis tre hopp över 8,80, varav ett på 8,91 (dock i för stark medvind för att det skulle gälla som rekord) men blev ändå besegrad av landsmannen Mike Powell som hoppade 8,95 vilket fortfarande gäller som världsrekord. Lewis övriga två hopp i finalen över 8,80 mätte 8,83 och 8,87, båda i godkänd vind, det sistnämnda i motvind 0,2 m/s.
Carl Lewis testades positivt för dopning tre gånger (efedrin, pseudoefedrin och fenylpropanolamin som finns i hostmediciner) inför OS i Seoul 1988 enligt doktor Wade Exum.[2][3] Efter sin aktiva karriär medgav Carl Lewis att han använt sig av otillåtna preparat.[4][5] Den aktuella substansen hade dock enligt Arne Ljungqvist endast inneburit en varning.[6][7]
Lewis tillsammans med Usain Bolt är de enda som tagit två olympiska guld på raken på 100 m.
Lewis har en lillasyster som tävlade i längdhopp och tog brons under VM i Helsingfors 1983 samt deltagit i de olympiska spelen 1984 och 1988: Carol Lewis
Lewis mor Evelyn Lawler tävlade i de olympiska spelen 1952 i Helsingfors i grenen 80 m häck.
Formel 1-stjärnan Lewis Hamilton föddes några månader efter succén i de olympiska spelen 1984 och fick sitt namn från Carl Lewis.
Carl Lewis är vegan och har så varit sedan 1990. Han har också öppet sagt att många av hans framgångar beror på hans veganska diet.[8][9]