1961年7月1日，卡尔·刘易斯出生于美国伯明翰的一个体育世家。他的父母亲都是田径教练。母亲艾夫琳年轻时是跳栏和跳远运动员，曾入选美国队参加泛美运动会。父亲比尔·刘易斯年轻时也是美国短跑和足球运动员。

1973年，年仅12岁的刘易斯获得了纪念杰西·欧文斯田径比赛年龄组的跳远冠军，得到了欧文斯本人鼓励。 1979年，18岁的刘易斯进入休斯顿大学，遇到了对他影响巨大的汤姆·戴勒斯教练。戴勒斯一见到刘易斯，就发现他具有优秀运动员的素质。根据刘易斯的特点，戴勒斯给他以积极的指导，使刘易斯形成了23步，长达52米的跳远助跑，速度达每秒11.80米，超过了所有跳远运动员。这惊人的速度，给他赢得了一秒半的腾空时间，运动成绩也由此突飞猛进。

1980年，刘易斯入选美国奥林匹克代表队，但由于美国抵制莫斯科奥运会，刘易斯与自己的第一次奥运会经历擦身而过。1981年，刘易斯以8.15米的成绩获世界杯赛跳远冠军。1982年，刘易斯的百米和跳远成绩都排名世界第一，他因此获得了杰西·欧文斯奖。

1983年5月14日，在美国莫第斯托举行的一次田径比赛中，刘易斯创造了平原地区百米跑9.97秒的成绩，离美国运动员海因斯1968年在高原地区墨西哥城创造的9.95米的世界纪录只差0.02秒。一个月后，在全美田径锦标赛上，刘易斯先是获得了百米跑冠军，接着又在跳远项目上取得了8.79米的成绩，离当时的跳远世界纪录8.90米只差11厘米。随后，刘易斯牛刀小试，在赫尔辛基世锦赛独得100米、跳远和4×100米接力的3枚金牌。他的崛起，使进展最慢的100米、200米和跳远3项世界纪录受到猛烈冲击。

1984年洛杉矶奥运会是卡尔·刘易斯参加的第一届奥运会。刘易斯一人就为美国代表团夺得4枚金牌，分别是100米、200米、跳远和4×100米接力，同时还分别打破了200米的奥运会记录和4×100米的世界记录，重现了杰西·欧文斯的辉煌。刘易斯把其中一枚金牌送给了欧文斯的遗孀，以表示对欧文斯的尊敬，另外三枚金牌送给了自己的父母，以报达他们的养育之恩。

1985年，刘易斯的100米成绩为9秒98，排名世界第一。1987年获第2届世界锦标赛跳远金牌（8.67米）、4×100米金牌（37秒90）和100米金牌（9秒93，平世界纪录）。

1988年汉城奥运会，在男子100米比赛中，加拿大名将本·约翰逊以9秒79打破百米世界纪录，可仅仅3天过后，约翰逊的药检结果呈阳性，证实其使用了违禁药物参加100米比赛。本·约翰逊的百米金牌和世界纪录随之被取消，遭到禁赛两年的处罚。刘易斯约翰逊被取消资格后，获得其第二枚100米奥运金牌。同时，刘易斯还获得了生涯第二枚跳远金牌和一块200米银牌。

1991年8月，在日本东京举行的第三届世界田径锦标赛上，刘易斯获得100米和4×100米接力冠军，并以9.86秒刷新了100米世界纪录。

1992年巴塞罗那奥运会，刘易斯再获跳远和4×100米接力2枚金牌。在男子4×100米的比赛里，刘易斯执最后一棒冲过终点，创造了新的世界纪录：37秒40。

1996年，刘易斯在亚特兰大奥运会跳远项目美国选拔赛上仅以3公分的优势排名第三，差一点未能入选美国奥运代表队。但在亚特兰大奥运会上，刘易斯获得了他的第4枚奥运会跳远金牌、个人第9枚奥运金牌，打破了当时的奥运纪录，并创造了连续4届在奥运会上获得跳远金牌的奇迹。此时的刘易斯已经35岁。

1997年，刘易斯宣布退役。职业生涯，刘易斯在奥运会和世界锦标赛上共获得17枚金牌、2枚银牌和1枚铜牌，成为史上获得短跑世界冠军最多的选手（后来被尤塞恩·博尔特打破）。曾经13次打破100米、200米及跳远的世界纪录。

2004年8月12日，卡尔·刘易斯参与了2004年雅典奥运会的火炬传递。

2006年8月22日，前NBA球星阿朗佐·莫宁举行了一场慈善高尔夫比赛，刘易斯到场助兴。

2008年8月8日，奥林匹克公园举行了传统的“巨无霸制作大赛”，卡尔·刘易斯出席活动，并率领队伍获得“最快速度奖”。

2009年9月17日，联合国粮农组织宣布，美国田径名将卡尔·刘易斯等五人将被任命被粮农组织亲善大使。

2011年4月13日，刘易斯宣布竞选新泽西州州参议员，但是由于他在新泽西州的居住证明并不完善，新泽西州选举委员会于2011年4月26日裁定，刘易斯无资格竞选州参议员。

2011年6月11日，刘易斯作为联合国粮农组织亲善大使对多米尼加共和国进行了三天的访问。

2011年7月28日，英国常驻联合国代表团在纽约联合国总部举行2012年伦敦奥运会倒计时钟揭幕仪式，卡尔·刘易斯出席了活动。

2012年2月21日，耐克公司在纽约举行全球发布活动，发布了一系列为夏季田径赛、篮球赛及其他运动项目所设计的尖端科技、轻质的性能创新产品，卡尔·刘易斯出席了本次活动。

2013年3月24日，卡尔·刘易斯与威利·班克斯、迈克·鲍威尔来到日本大地震灾区宫城县石卷市，向岩手、宫城和福岛3县的中学生们指导短跑等基本技巧。

退役后的刘易斯对于经商情有独衷。他建立了一家制衣厂，名叫“卡尔·刘易斯SMTC”，生产适合于多种场合的运动服装，已经打进大商场、专卖店和著名零售商店。在德克萨斯州的休斯顿，他还拥有一家饭店。

卡尔·刘易斯曾经参加过1984年NBA选秀，当年公牛在第一轮第3顺位选中“飞人”迈克尔·乔丹、第十轮第208顺位选中了刘易斯，不过刘易斯没有去报到。

卡尔·刘易斯是一位素食主义者。刘易斯从小就很喜欢吃蔬菜。后来，刘易斯遇到了两个人，乔伊·科迪奇与医学博士约翰·麦克杜加尔，前者经常在电台推广他的果汁健康饮食理念，后者则积极倡导素食。在这两人的影响下，刘易斯于1990年7月开始成为一名严格素食者。

跑百米的运动员有很多，后来也有比卡尔·刘易斯跑得快的，也有破他纪录的，但在我看过的百米比赛之中，卡尔·刘易斯是跑得最美的。（史铁生评）

没有人能超越卡尔·刘易斯，我们所能做的就是沿着他的脚步前进。（泰森·盖伊评）

卡尔·刘易斯之所以永载百米史册，是因为他的坚持和坚强。（腾讯网评）

刘易斯是世界上最伟大的运动员之一，他擅长一件事：获胜。（网易网评）

我很高兴，能和刘易斯一起接受金质奖章。他不仅在世界田坛排名第一，而且经常帮助我们为反对兴奋剂而斗争。（萨马兰奇评）

服用禁药

2003年4月，一位名叫维德·埃克森的黑人医生抛出了一份长达3000字的文件，揭露美国奥委会包庇和纵容本国运动员服用禁药以提高成绩的行为。文件里称卡尔·刘易斯1988年奥运会前的三次检测均呈阳性，体内违禁药物包括麻黄碱等三种。美国奥委会在先作出禁止其参加奥运会的决定后，随即又接受了刘易斯关于自己是在不知情情况下服药的申诉，允许他代表美国前往汉城。随后，刘易斯表示自己的确曾被检测出服用三种违禁药品，但都被美国奥委会网开一面。在1988年奥运会预选赛上药品之所以检测呈阳性，是因为服用了一种草药补充剂。