Surnommé "Mister T". Un des meilleurs sprinters actuels, il fait partie des hommes les plus rapides de la planète depuis 2006 (deuxième homme le plus rapide de l'histoire sur 100 m, derrière Usain Bolt ). Le 20 septembre 2009 à Shanghai, il a égalé le deuxième chrono de l'histoire sur 100 m (9s69). Il a réussi le doublé sur 100 et 200 m aux championnats du monde en 2007. Il signa ainsi le 3eme doublé de l'histoire des championnats du monde après ceux de ses compatriotes Maurice Greene en 1999 et Justin Gatlin en 2005 ( Usain Bolt l'a fait plus tard, en 2009). Egalement sacré avec le relais 4 x 100 m en 2007. Il fait ainsi partie des trois athlètes à avoir réussi un triplé sur 100 m, 200 m et 4 x 100 m lors d'une même édition (avec Maurice Greene en 1999 et Usain Bolt en 2009). En 2009, il termina 2eme du 100 m en 9"71 dans une course de folie derrière son grand rival Usain Bolt et devant Asafa Powell (4eme sur 200 m en 2005). Vice-champion olympique du relais 4 x 100 m en 2012* (4eme sur 100 m en 2012 et 5eme en 2008). En juin 2007, il bat, à New York, le record du monde du 100 m d'un centième (9"76 contre 9"77 pour Asafa Powell ). Néanmoins ce record ne fut pas homologué à cause d'un vent trop fort (2,2 m/s), la limite étant fixée à 2 m/s. Champion des Etats-Unis sur 100 m en 2006, 2007, 2008 et  2013 (recordman national depuis septembre 2009 avec 9s69, son meilleur chrono) et sur 200 m en 2005, 2007 et 2013. Champion universitaire sur 100 m en 2004. Imbattable en 2007 avec onze victoires en douze courses disputées sur 100 ou sur 200 m. Auteur de 43 chronos sous les 10 secondes sur 100 m. Son meilleur chrono sur 200 m : 19s93 en juin 2005. Elu "Athlète de l'année 2007" par l'IAAF. Il est entraîné par l'ancien sprinteur Jon Drummond . 

* En mai 2013, il a été contrôlé positif. De ce fait, il n'a pas participé aux Mondiaux de 2013. Neuf mois après le tremblement de terre causé par l'annonce de ce contrôle antidopage positif, il a écopé début mai d'une suspension d'un an et a vu une partie de ses résultats, dont sa médaille d'argent avec le relais 4 x 100 m des Jeux Olympiques de 2012, annulée.

En octobre 2016, sa fille Trinity Gay, considérée comme l'un des grands espoirs de l'athlétisme américain du sprint, fut tuée par balles à seulement 15 ans.