Surnommé "Superman", il a remporté deux titres olympiques, deux titres mondiaux et trois titres mondiaux en salle du décathlon ou de l'heptathlon entre 2012 et 2016. Il a été l'athlète le plus complet de la planète, et le seul à avoir franchi deux fois la barrière des 9 000 pts (le Tchèque Roman Sebrle l'a réussi une fois : 9 026 pts en 2001). Le 23 juin 2012, il bat le record du monde du décathlon avec 9 039 points avant de le porter à 9 045 points lors des championnats du monde de Pékin en 2015 (10"23 au 100 m, 7,88m en longueur, 14,52m au poids, 2,01m à la hauteur, 45"00 au 400 m, 13"69 aux 110 m haies, 43,34m au disque, 5,20m à la perche, 63,63m au javelot et 4'17"52 sur 1 500 m). Ce record fut à son tour battu par le français Kevin Mayer en septembre 2018 avec 9 126 pts. Il détient également le record du monde de l'heptathlon depuis 2010 (6 499 points, effaçant des tablettes le vieux record du monde, datant de 17 ans, de son compatriote Dan O'Brien puis 6 568 points en février 2011).

Champion olympique en 2012 et 2016, il est le troisième décathlonien à avoir remporté deux fois le titre olympique après son compatriote Bob Mathias (1948 et 1952) et le Britannique Daley Thompson (1980 et 1984).  Champion du monde en 2013 et 2015 du décathlon (2eme en 2011). Champion du monde en salle de l'heptathlon en salle en 2012, 2014 et 2016. Champion des Etats-Unis du décathlon en 2011 et 2012. Champion NCAA (Universitaire) du décathlon en 2009 et 2010 et de l'heptathlon en 2008, 2009 et 2010. A noter que sa femme, la canadienne Brianne Theisen Eaton (18-12-88) et devenue championne du monde de heptathlon en salle  2016 (2eme de l'heptathlon aux Championnats du Monde en plein air en 2013, quelques jours après leur mariage). Il a été élu athlète de l'année en 2015 par la Fédération internationale. Il a mis fin à sa grande carrière en 2017.