Il détient la meilleure marque junior de tous les temps sur 100 m avec un temps de 9 s 97 réalisé en 2001. Néanmoins, à cause des conditions de vent douteuses ce temps n'est pas homologué par l'IAAF comme le record du monde junior (dont la possession revient à Darrel Brown avec 10 s 01). Ce temps demeure encore son record personnel, il n'a pas vraiment confirmé chez les seniors, son principal succès étant sa victoire en relais 4 x 100 m avec ses compatriotes Jason Gardener,
Darren Campbell et Marlon Devonish aux Jeux olympiques d'Athènes. Ils y battirent le relais américain composé de Shawn Crawford, Justin Gatlin, Coby Miller et Maurice Greene d'un centième de seconde (38 s 07 contre 38 s 08). Sur le plan individuel, Lewis-Francis fut demi-finaliste du 100 m lors de ces jeux.
Lewis-Francis a été contrôlé positif au cannabis après les Championnats d'Europe en salle 2005 de Madrid le 5 mars 2005, et perdit ainsi sa médaille d'argent sur 60 mètres acquise lors de la compétition au profit de Ronald Pognon, arrivé troisième.
Aux championnats d'Europe d'athlétisme 2006 à Göteborg, il se classe 5e du 100 m, et remporte la médaille d'or du 4 x 100 m avec Dwain Chambers, Darren Campbell, et Marlon Devonish en 38 s 91.
A son palmarès il faut ajouter un titre de vice-champion d'europe en salle en 2002 sur 60 mètres en 6 s 55 derrière son compatriote Jason Gardener.
Le 28 juillet 2010, lors des Championnats d'Europe d'athlétisme 2010 à Barcelone, il remporte la médaille d'argent de l'épreuve du 100 m avec un temps de 10 s 18. Le troisième, le français Martial Mbandjock termine également en 10 s 18 tout comme les quatrième Francis Obikwelu et cinquième Dwain Chambers. Quatre sprinteurs sont ainsi départagés au millième.