બોલ્ટે 100 મીટર દોડની ફાઇનલના અંતિમ ચરણમાં પોતાના સ્પર્ધીઓ પર એક વિશેષ પ્રગતિ નોંધાવી. બોલ્ટે ઘોષણા કરી કે તે બેઇજીંગ સમર ઓલિમ્પિક્સમાં 100 મીટર અને 200 મીટર બન્ને સ્પર્ધાઓમાં ભાગ લેશે, અને 100 મીટરમાં નવા વિશ્વ રેકોર્ડ ધારક બન્નેમાં જીતનો દાવેદાર હતો. 200 મીટર અને 400 મીટર રેકોર્ડધારક માઈકલ જૉનસને વ્યક્તિગત રૂપે આ ખેલાડીનું સમર્થન કરતા કહ્યું હતું કે તેમને વિશ્વાસ નથી આવતો કે અનુભવની ખામી તેમની વિરુદ્ધ કામ કરશે. બોલ્ટે ક્વાટર-સેમીફાઈનલ અને સેમિફાઈનલમાં અનુક્રમે 9.92 સેકન્ડ અને 9.85 સેકેન્ડમાં અંતર કાપીને ફાઈનલ માટે યોગ્યતા પ્રાપ્ત કરી હતી.

100 મીટર ઓલિમ્પિક ફાઈનલમાં, બોલ્ટને પ્રતિક્રિયા સમય 0.165 સેકન્ડ સાથે 9.69 સેકન્ડમાં (બિનસત્તાવાર રીતે 9.683 સેકન્ડમાં) દોડ જીતીને નવો વિક્રમ સ્થાપ્યો હતો. આ તેમના પોતાના જ વિશ્વ રેકોર્ડમાં સુધારો હતો અને તેઓ બીજા સ્થાને રહેલા રિચાર્ડ થોમ્પ્સનથી ઘણા જ આગળ હતા, જેમણે 9.89 સકેન્ડમાં દોડ પૂરી કરી હતી. આ રેકોર્ડ અનુકૂળ હવા વગર(+0.0મી/સે) તો બન્યો જ, સાથે સાથે તેની સમાપ્તી પહેલા તે ઉજવણી કરવા ધીમો પડ્યો હતો અને તેની બૂટની દોરી છૂટી પડી ગઇ હતી. બોલ્ટના કોચે જણાવ્યું કે શરૂઆતની 60 મીટરની ગતિના આધાર પર તેમણે 9.52 સેકન્ડમાં દોડ પૂરી કરી લીધી હોત.ઓસ્લો યુનિવર્સિટીના સૈદ્ધાંતિક ખગોળ ભૌતિકી સંસ્થા તરફથી બોલ્ટની દોડના વૈજ્ઞાનિક વિશ્લેષણ બાદ હૈંસ એરિક્સન અને તેમના સાથીઓએ 9.60 સેકન્ડના ઉપસમયની આગાહી કરી હતી. બીજા સ્થાન પર રહેલા થોમ્પ્સનની સરખામણીએ બોલ્ટની સ્થિતિ, પ્રવેગ અને વેગને ધ્યાનમાં લઇને ટીમે અંદાજ મુક્યો હતો કે અંતિમ રેખા પર પહોચતા પહેલા જશ્ન મનાવવા માટે તેઓ જો તેઓ ધીમા ન પડ્યા હોત તો તેમણે તે દોડ 9.55 સેકન્ડ પુરી કરી દીધી હોત.
બોલ્ટે કહ્યું કે તેમની પ્રાથમિકતા ફકત એક રેકોર્ડ પ્રસ્થાપિત કરવાની નહોતી, તેમનું લક્ષ્ય 2008 ગેમ્સમાં જમૈકા માટે સૌ પ્રથમ સુવર્ણ ચંદ્રક જીતવાનું હતું. ઓલિમ્પિકચંદ્રક વિજેતા ક્રિસ અકાબુસીને અતિમ રેખા પાર કરતા પહેલા બોલ્ટની પોતાની છાતી થપથપાવવાની ચેષ્ટાને શોબોટિંગ તરીકે ગણાવી હતી અને જણાવ્યું હતું કે તેણે જો આ ચેષ્ટા ન કરી હોત તો કદાચ તેનાથી પણ વધુ ઝડપનો વિક્રમ બનાવી શક્યો હોત. આઇઓસીના અધ્યક્ષ જૈક્સ રોગે પણ જમૈકનની આ કાર્યવાહીને અપમાનજનક કહીને તેની નિંદા કરી. બોલ્ટે તેણે એમ કહીને તે તેનો ઉજવણીનો ઉદેશ હતો એ વાતનો ઇનકાર કર્યો હતો કે, " હું અહંકારગ્રસ્ત નહોતો. જ્યારે મે જોયું કે મને કવર નથી કરાયો તો હું ખુશ હતો બસ." આઇએએએફના અધ્યક્ષ, લેમાઇન ડિયાકે બોલ્ટનું સમર્થન કર્યું અને કહ્યુ કે તેમનું જશ્ન મનાવવું તેમની જીતના અવસરને જોઈએ તો એકદમ સહજ હતું. જમૈકા સરકારના પ્રધાન એડમંડ બોર્ટલેટે પણ બોલ્ટની કાર્યવાહીનો એમ કહીને બચાવ કર્યો કે, “આપણે તેને એ સમયની મહિમાના સ્વરૂપે નિહાળવો જોવું જોઈએ, અને તેનો શ્રેય દેવો જોઈએ. આપણે યુવકના વ્યક્તિત્વને પોતાને અભિવ્યક્ત કરવાની પરવાનગી આપવી જોઈએ."
ત્યાર બાદ બોલ્ટે 200 મીટર સ્પર્ધામાં સુવર્ણચંદ્રક જીતવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું અને 1984માં લૉસ એન્જિલસ ઓલિમ્પિક્સમાં કાર્લ લુઈસની બેવડી જીતની બરાબરી કરવા કે તેમનાથી આગળ નિકળવાનું લક્ષ્ય રાખ્યું. માઈકલ જૉન્સનનું માનવું હતું કે બોલ્ટ સરળતાથી સુવર્ણચંદ્રક જીતી જશે, પણ વિશ્વાસ વ્યકત કર્યો કે એટલાન્ટામાં 1996 સમર ઓલિમ્પિક્સમાં બનેલો તેમનો 19.32 સેકન્ડનો વિશ્વ વિક્રમ યથાવત રહેશે. બોલ્ટે 200 મીટરમાં પહેલા અને બીજા બન્ને રાઉન્ડને આસાનીથી પાર કરી લીધા અને બન્ને સમય દોડની અંતમાં જોગિંગ કરી હતી. તેઓ સેમિફાઈનલ જીતી ગયા અને ફાઈનલ જીતવા માટે માનીતા ખેલાડી બની ગયા. સેવાનિવૃત જમૈકન દોડવીર ડૉન ક્વૈરીને બોલ્ટની પ્રશંસા કરતા કહ્યું કે તેમને વિશ્વાસ હતો કે જોન્સનનો વિક્રમ તૂટી શકતો હતો. આગલા દિવસે ફાઈનલમાં તેમણે રમતમાં જમૈકા માટે ચોથા સુવર્ણચંદ્રક જીત્યો અને 19.30 સેકન્ડનો સમય લઈને નવો વિશ્વ તથા ઓલિમ્પિક વિક્રમ બનાવ્યો.
બોલ્ટ સામે 0.9 મીટર/સેકન્ડનો સામો પવનનો અવરોધ ઉભો થયો હતો તે હકીકત છતાં જોનસનનો વિક્રમ તૂટ્યો હતો. આ અવસરે તેમને ક્વૈરી પછીનો એવો પહેલો દોડવીર બનાવી દીધો, જેણે 100 મીટર અને 200 મીટર દોડ બન્નેમાં વિશ્વવિક્રમ બનાવ્યા હોય. આ વિક્રમ ઈલેકટ્રોનિક ટાઇમિંગ શરૂ થયા બાદનો સૌ પ્રથમ વિક્રમ હતો. આ ઉપરાંત, બોલ્ટ આ ઓલિમ્પિક્સમાં એક સાથે બન્ને વિક્રમ તોડનાર પ્રથમ દોડવીર બની ગયા. 100 મીટર ફાઈનલથી વિરુદ્ધ, બોલ્ટે 200 મીટર દોડની અંતિમ રેખા પાર કરવા માટે એટલું જોર લગાવ્યું હતું કે તેણે તેની દોડનો સમય ઘટાડવા માટે તેની છાતી દબાવી દીધી હતી. દોડ પછી, સ્ટેડિયમની સાઉન્ડ સિસ્ટમ પર “ હેપ્પી બર્થ ડે” નું સંગીત ગુંજી ઉઠ્યું, કારણ કે મધ્યરાત્રી પછી તેમનો 22મો જન્મદિવસ શરૂ થવાનો હતો. બે દિવસ બાદ બોલ્ટે જમૈકાની 4x100 રિલે ટીમમાં ત્રીજા તબક્કામાં દોડ્યા અને તેમના સુવર્ણચંદ્રકોની સંખ્યા વધીને કુલ ત્રણ થઈ ગઈ. પોતાના સાથીઓ નેસ્ટા કાર્ટર, માઈકલ ફ્રેટર અને અસાફા પોવેલની સાથે બોલ્ટે 37.10 સેકન્ડના સમયમાં પાછલા રેકોર્ડને સેકન્ડના ત્રણ દશાંશની સરસાઇથી તોડીને એક અન્ય વિશ્વ અને ઓલિમ્પિક વિક્રમ તોડ્યો. ટીમને અંતિમ રેખા સુધી પહોંચાડનાર પોવેલે તેના 100 મીટરનો વિક્રમ બોલ્ટ સામે હારી જવા માટે દુખ વ્યક્ત કર્યું હતું પરંતુ તેણે એમ કહીને તેના જમૈકન હરીફ સામે કોઇ દ્વેષભાવ રાખ્યો ન હતો કે તેને ત્રીજો વિશ્વ વિક્રમ સ્થાપવામાં મદદ કરવાની તેને ખુશી છે. જીત બાદ બોલ્ટે 2008ના સિચુઆન ભૂકંપથી અસરગ્રસ્ત બનેલા પીડિતોને મદદ કરવા ચીનના સિચુઆન પ્રાંતના બાળકોમા માટે $50,000નું દાન કર્યું હતું.

બોલ્ટની વિક્રમ બનાવવાવાળી દોડને કારણે આલોચકોએ ન કેવળ તેમની સિદ્ધીઓની પ્રશંસા કરી, પણ અત્યાર સુધીના સર્વાધિક સફળ દોડવીર બનવાની સંભાવનાનું અનુમાન પણ કર્યું. આલોચકોએએ તેમની ઓલિમ્પિક્સ સફળતાઓની પ્રશંસા કરી, કારણ કે તે રમતની એક નવી શરૂઆત હતી, જેને કુખ્યાત નશીલી દવાઓના કૌભાંડનો લાંબા સમય સુધી સામનો કરવો પડ્યો હતો. અગાઉના છ વર્ષોમાં બાલ્કો કૌભાંડ ગૂંજતો રહ્યો અને ટિમ મોંટગોમરી અને જસ્ટિન ગૈટલિનથી તેમના 100 મીટર વિશ્વ વિક્રમ છીનવી લેવામાં આવ્યા, તો મેરિયન જોન્સે ત્રણ ઓલિમ્પિક સુવર્ણચંદ્રક પરત આપી દીધા. દવાઓના પરિક્ષણમાં દોષિત સાબીત થયા બાદ ત્રણેય દોડવીરને એથલેટિક્સ માટે અયોગ્ય ગણવામાં આવ્યા, કારણ કે તેમનામાં પ્રતિબંધિત પદાર્થો મળી આવ્યા હતા. બોલ્ટના વિક્રમ તોડનારા પ્રદર્શનથી વિક્ટર કૉન્ટી સહિત થોડા ટીપ્પણીકારોને આશંકા થઇ અને એક સ્વતંત્ર કૈરેબિયન એન્ટી-ડોપિંગ ફેડરેશનના અભાવથી ચિંતા વધારે વધી ગઈ. બોલ્ટના કોચ ગ્લેન મિલ્સ અને હર્બ ઈલિયટ (જમૈકન એથ્લેટિક્સ ટીમ ડોક્ટર)ને નશીલી દવાઓના પ્રયોગના આરોપનો અસ્વીકાર કરી દીધો. આઇએએએફના ડોપિંગ નિરોધક આયોગના એક સદસ્ય ઈલિયટે આ મુદ્દે ચિંતિત લોકોથી આગ્રહ કર્યો કે, "તેઓ આવે અને અમારો કાર્યક્રમ જૂએ, તેઓ આવે અને અમારુ પરિક્ષણ જૂએ, અમારી પાસે છુપાવવા જેવું કશું જ નથી." મિલ્સ પણ સમાનરૂપે એ વાત પર અડગ રહ્યા કે બોલ્ટ એક સાફ સુથરા એથલિટ છે અને તેમણે "જમૈકા ગ્લીનર" સામે ઘોષણા કરી કે, "અમે કોઇ દિવસ, કોઇ સમય અને શરીરના કોઈ ભાગના પરિક્ષણ માટે તૈયાર છીએ (તેઓ) વિટામિન પણ લેવાનું પસંદ નથી કરતા." બોલ્ટે કહ્યું કે ઓલિમ્પિક્સથી પહેલા તેઓ તપાસ માટે તેઓ ચાર વાર ગયા હતા અને દરેક વખતે પ્રતિબંધિત પદાર્થો માટે નકારાત્મક રિપોર્ટ આવ્યો. તેમણે ડોપિંગ નિરોધક પરિક્ષણ કરનારા અધિકારીઓનું પણ સ્વાગત કર્યુ. તેઓ તપાસ કરે અને સાબિત કરે તેઓ સાફ સુથરા છે. તેમણે કહ્યું કે, “અમે સખત મહેનત કરીએ છીએ, શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન કરીએ છીએ અને અમે જાણીએ છીએ કે પાક સાફ છીએ.”

ઓલિમ્પિક્સ પછી
2008 સમર ઓલિમ્પિક્સ
2009 બર્લિન વર્લ્ડ ચેમ્પિયનશિપ્સ
પ્રારંભિક સ્પર્ધાઓ