Americanul a obținut prima sa medalie de aur la Jocurile Olimpice din 1956. La Melbourne a câștigat în mod surprinzător în fața compatriotului Fortune Gordien care a deținut recordul mondial.[7] În anul următor a avut un accident grav, dar și-a revenit până la Jocurile Olimpice de la Roma din 1960 unde a câștigat din nou aurul.[8]
În anii 1962, 1963 și 1964 discobolul a îmbunătățit recordul mondial, ajungând la 62,94 m.[9] Însă cu două luni înainte de Jocurile Olimpice din acel an, cehoslovacul Ludvík Daněk a aruncat 64,55 m.[9] Dar la Tokio americanul l-a învins deși a avut dureri mari din cauza unei accidentări la gât.[8] La Jocurile Olimpice din 1968 atletul a devenit campion olimpic pentru a patra oară.[10]
Apoi s-a retras din activitate.[11] Zece ani mai târziu a revenit și a încercat să se califice la Jocurile Olimpice din 1980 și 1984, dar fără succes. Cea mai bună aruncare a sa a fost de 69,46 metri, reușită în mai 1980.[9]
Al Oerter a fost primul atlet din istorie cu patru medalii de aur consecutive la aceeași probă.[11] Niciodată nu a fost favorit, dar l-a învins de fiecare dată pe actualul deținător al recordului mondial.[12] În anul 2012 a fost inclus de către Asociația Internațională a Federațiilor de Atletism în Hall of Fame.[13]