Komite Olimpiade Amerika Serikat (USOC) akhirnya memutuskan untuk berpartisipasi setelah mendapat jaminan dari Goebbels bahwa atlet-atlet dari semua ras akan diperbolehkan bertanding, dan bahwa propaganda Nazi akan dikurangi selama Olimpiade berlangsung. Namun, keputusan ini menuai kontroversi dan kritik dari berbagai pihak, termasuk dari beberapa atlet sendiri.
Owens juga menghadapi dilema apakah ia harus pergi ke Berlin atau tidak. Ia merasa bingung antara mengikuti panggilan hatinya untuk membuktikan kemampuannya di dunia, atau menghormati keinginan keluarga dan teman-temannya yang khawatir dengan keselamatannya.
Ia juga mendapat tekanan dari beberapa aktivis kulit hitam, yang memintanya untuk tidak memberi legitimasi kepada rezim Nazi dengan kehadirannya. Owens akhirnya memilih untuk pergi ke Berlin, dengan harapan bahwa ia bisa mengubah pandangan dunia tentang ras kulit hitam dengan prestasinya.
Di Berlin, Owens disambut dengan antusiasme oleh para penonton, yang terpesona oleh kecepatan dan keindahan gerakannya. Ia berhasil memenangkan empat medali emas, yaitu di nomor 100 meter, 200 meter, lompat jauh, dan estafet 4×100 meter. Ia menjadi atlet pertama dalam sejarah Olimpiade yang meraih prestasi tersebut.
Ia juga mencetak rekor dunia baru di nomor 200 meter dan lompat jauh. Prestasi Owens membuat Hitler marah dan malu, karena ia tidak bisa menerima kenyataan bahwa seorang kulit hitam bisa mengalahkan atlet-atlet Arya yang ia anggap superior. Hitler menolak untuk memberi selamat kepada Owens, dan bahkan meninggalkan stadion sebelum upacara pemberian medali berakhir.
Owens juga menjalin persahabatan dengan beberapa atlet lain, baik dari Amerika maupun dari negara-negara saingan. Salah satunya adalah Luz Long, atlet lompat jauh asal Jerman, yang memberi saran kepada Owens saat ia hampir gagal lolos ke final.
Long dan Owens berpelukan setelah Owens memenangkan medali emas, dan berjanji untuk tetap berhubungan. Namun, Long kemudian tewas dalam Perang Dunia II, dan surat-suratnya kepada Owens menjadi saksi dari persahabatan mereka yang melampaui batas ras dan negara.
