Début , à Ratisbonne, le Britannique porte son record personnel du 100 m à 10 s 08 (+0,8 m/s), établissant la meilleure performance européenne de tous les temps dans la catégorie des moins de dix-neuf ans, et la quatrième junior derrière Christophe Lemaitre (10 s 04), Dwain Chambers (10 s 06) et Jimmy Vicaut (10 s 07). Il réalise les minima pour les Jeux olympiques de Londres[4]. Le , il termine à la deuxième place des championnats du Royaume-Uni en 10 s 29, derrière Dwain Chambers (10 s 25)[5].
Le , il remporte la finale du 100 mètres lors des championnats du monde juniors, à Barcelone, en battant en 10 s 05 le record des championnats ainsi que le record junior du Royaume-Uni, à 1/100e du record d'Europe junior de Christophe Lemaitre, malgré un vent presque nul (+0,1 m/s)[6],[7].
Membre de l'équipe 4 × 100 m britannique qui s'impose lors des championnats d'Europe par équipes 2013, à Gateshead, Adam Gemili s'illustre lors des championnats d'Europe espoirs de Tampere en Finlande, en remportant les médailles d'or du 100 m (10 s 20) et du 4 × 100 m[8]. Il participe fin aux championnats du monde de Moscou et se classe cinquième de la finale du 200 m en 20 s 08, après être descendu pour la première fois de sa carrière sous les 20 secondes lors du tour précédent en 19 s 98[9].
Le , Adam Gemili se classe deuxième du 100 m du meeting de Birmingham, derrière l'Américain Marvin Bracy, et porte son record personnel à 9 s 97 (+ 2,0 m/s), devenant le 100e sprinteur de l'histoire à franchir la barrière des dix secondes. Il est le premier athlète britannique à posséder un record personnel inférieur à 10 secondes sur 100 m et inférieur à 20 secondes sur 200 m[13].
4e des Jeux de Rio sur 200 m (2016)
En 2016, il participe pour la première fois à la saison en salle depuis 2012. Il bat son record personnel sur 60 m en 6 s 59[14]. En juillet, Gemili remporte un 3e titre de champion d'Europe, en s'imposant avec l'équipe britannique sur le relais 4 x 100 m. En 38 s 18, il devance la France (38 s 34) et l'Allemagne (38 s 44).
En fin d'année, Adam Gemili se sépare de son coach Steve Fudge pour s'entraîner avec Rana Reider, coach américain[17]. Le , avec le relais 4 x 100 m, il devient champion du monde à Londres en 37 s 47, battant par la même occasion le record d'Europe de 37 s 73 datant de 1998. Les Britanniques devancent les États-Unis (37 s 52) et le Japon (38 s 04)[18].
↑(en-US) « Katarina Johnson-Thompson and Adam Gemili to move abroad in medal chase at London 2017 world champs », The Sun, (lire en ligne, consulté le )