Το 1960 κατέκτησε το χρυσό μετάλλιο στους Ολυμπιακούς Αγώνες της Ρώμης, στην κατηγορία των 87.5 κιλών, γεγονός που σηματοδότησε την έναρξη της επαγγελματικής του σταδιοδρομίας στην πυγμαχία.
Από τότε ακολούθησαν πολλές επιτυχίες με τον Άλι να σταματά το 1981. Δυο χρόνια αργότερα, διαγνώστηκε με τη νόσο πάρκινσον. Αξίζει να σημειώσουμε πως το 1964, ο Άλι ασπάστηκε το Ισλάμ αλλάζοντας το όνομα του από Κάσιους Μάρσελους Κλέι τζούνιορ, σε Μοχάμεντ Άλι.