1978. Sedamnaestogodišnji Karl skokom udalj od 7,84 m pobeđuje na juniorskom nacionalnom šampionatu SAD.
1979. Još uvek junior, Luis postaje seniorski vicešampion SAD skokom udalj od 8,09 m, da bi, samo što je napunio 18 godina, skokom od 8,13 m osvojio bronzanu medalju na Panameričkim igrama.
1980. Kao drugoplasirani na kvalifikacionom takmičenju ulazi u olimpijski tim za igre u Moskvi – koje će Sjedinjene Američke Države bojkotovati. Na svetskim rang-listama skakača udalj zauzima peto mesto.
1981. Prvi skokovi duži o 28 stopa (8,534 m). Osvaja prvu od šest titula prvaka SAD u skoku udalj (8,63 m) što mu, uz pobedu na 100 metara na državnom šampionatu, donosi titulu najboljeg sportiste amatera u Sjedinjenim Američkim Državama. Prvi je na svetskim listama skakača udalj i sprintera na 100 m.
1982. Uz titule šampiona SAD, na sportskom festivalu u Indijanapolisu skače udalj 8,74 m. Ponovo je prvi na svetskim listama skakača udalj i sprintera na 100 m.
1983. Na Svetskom prvenstvu u atletici osvaja zlatne medalje u skoku udalj (8,55 m, kraće od skoka kojim je te godine ponovo osvojio šampionat SAD – 8,79 m), trci na 100 m (9,97 sek) i štafeti 4×100 m.
1984. Na Olimpijskim igrama u Los Anđelesu ponavlja četvorostruko slavlje Džesija Ovensa osvajanjem zlatnih medalja u skoku udalj (8,14 m) i trkama na 100m (9,99 sek), 200m (19,80 sek) i 4×100 m (svetski rekord 37,83 sek). Na svetkim listama prvi u skoku udalj, i u trkama na 100 i 200 m.
1985. Na četiri atletska mitinga skače preko 8,53 m a „usput“ pobeđuje na atletskom susretu SAD–SSSR–Japan u Tokiju. Po peti put prvi na svetskim listama skakača udalj i trkača na 100 m.
1986. Na prvenstvu SAD pobeđuje skokom od 8,67 m i u trci na 100 m (9,91 sek).
1987. Na svetskom atletskom prvenstvu u Rimu osvaja zlatne medalje u trci na 100 m (9,93 sek., posle dikvalifikacije Bena Džonsona zbog dopinga), skoku udalj (8,67 m i četiri skoka duža od 8,23 m) i štafeti 4×100 m. Prvi na svetskim listama skakača udalj i trkača na 200 m.
1988. Na Olimpijadi u Seulu osvaja drugu zlatnu medalju u skoku udalj (8,74 m) i trci na 100 m (svetski rekord 9,92 sek., opet posle diskvalifikacije Bena Džonsona zbog upotrebe steroida). Drugi je u trci na 200 m. Po šesti put je prvi na rang-listama skakača udalj i trkača na 100 m.
1989. Još jednom u posleolimpijskoj godini ponavlja seriju skokova preko 8,5 metara.
1990. Pobeđuje na sva tri takmičenja na kojima je učestvovao: u Barseloni i Sijetlu u skoku udalj, na prvenstvu SAD u trci na 100 m.
1991. Tridesetogodišnji Karl Luis opovrgava sve prognoze o kraju karijere. Na prvenstvu SAD pobeđuje skokom od 8,64 m, osvaja srebrnu medalju u trci na 100 m (9,93 sek., iza Liroja Barela, koji postavlja svetski rekord: 9,90 sek). Na Svetskom atletskom prvenstvu u Tokiju pobeđuje „svojim“ svetskim rekordom na 100 m (9,86 sek., u seriji izvanrednih rezultata ostalih učesnika: Liroj Barel 9,88; Denis Mičel 9,91; Linford Kristi 9,92 sek). U dramatičnom nadmetanju s Majkom Pauelom gubi zlatnu medalju u skoku udalj za četiri centimetra: Pauel s 8,95 m obara 33 godine star rekord Boba Bimona. Dva dana kasnije, trči štafetu 4×100 m koja postavlja svetski rekord od 37,50 sek.
1992. Zbog prehlade Luis ne uspeva da se izbori za učešće u američkom olimpijskom timu za 100 i 200 m. Na Igrama u Barseloni osvaja treću zlatnu medalju u skoku udalj (8,67 m) a u štafeti 4×100 m, zajedno s Majkom Maršom, Lirojem Barelom i Denisom Mičelom postavlja još uvek važeći svetski rekord (37,40 sek).
1993. Na Svetskom atletskom prvenstvu u Štutgartu Luis učestvuje samo u trkama na 100 (četvrti) i 200 metara (treći).
1994. Tim Atletskog kluba Santa Monika (Karl Luis, Majk Marš, Liroj Barel, Flojd Herd) postavlja svetski rekord u štafeti 4×200 m (1:18,68).
1995. Mada se kvalifikovao za skok udalj, zbog povrede tetive kolena ne učestvuje na Svetskom atleskom kupu u Geteborgu.
1996. Luis se kvalifikovao u američki olimpijski tim za skok udalj kao treći. Dva meseca kasnije, na Igrama u Atlanti, osvaja prvo mesto skokom od 8,5 m. Deveta olimpijska zlatna medalja (četvrta u skoku udalj) izjednačava ga s još samo troje olimpijaca moderne ere.
1997. Na Gran priju Berlina, 26. avgusta, zajedno s Donovanom Bejlijem, Lirojem Barelom i Flojdom Herdom osvaja zlatnu medalju u štafeti 4×100 m. Osamnaest dana kasnije, 13. septembra, istrčaće svoju oproštajnu štafetu 4×100 m u timu Atletskog kluba Santa Monika.