Mike Burton on kolminkertainen olympiavoittaja. Hän voitti Mexico Cityn kisoissa 1968 400 metrin ja 1 500 metrin vapaauintimatkat (jälkimmäisen 18,4 sekunnin erolla). Seuraavissa kisoissa 1972 hän uusi 1 500 metrin voittonsa. 1960-luvulla hän hallitsi erityisesti 1 500 metrin vapaauintia: Burton paransi matkan maailmanennätystä syyskuusta 1960 elokuuhun 1969 neljä kertaa 16.41,6:sta 16.08,5:een. Samoin hän teki kaksi 800 metrin maailmanennätystä. Viimeisen ME:nsä hän teki Münchenin olympiafinaalissa 1 500 metrillä.
Burton oli ensimmäinen kahdesti 1 500 metrin matkan olympialaisissa voittanut uimari. Hän oli myös ensimmäinen joka ui 1 650 jaardia alle 16 minuutin ja 800 metriä alle 8½ minuutin. Pan-Amerikan kisoissa hän voitti yhden kullan, kansallisia mestaruuksia Burton otti 10.