Als een van de eerste Amerikanen waagde Roberts eind jaren zeventig de overstap naar het wereldkampioenschap wegrace, die tot die tijd door Europeanen werden gedomineerd. Hij behaalde drie wereldtitels op een rij in de koningsklasse, de 500 cc, in 1978, 1979 en 1980. Dit leverde hem de bijnaam en eretitelKing Kenny op. In totaal behaalde hij 24 GP-overwinningen.
Roberts introduceerde een volledige nieuwe rijstijl. De 'klassieke stijl' van de Europeanen was gericht op laat remmen en het rijden van vloeiende lijnen. Roberts richtte zich vooral op het snel omgooien van de machine, met de knie aan de grond, waarbij hij de motor op het gas controleerde terwijl hij de bocht uitkwam. Deze glijdende stijl, die inmiddels gemeengoed is geworden, had hij opgedaan in de Amerikaanse dirt-track races.
Een van de zeldzame keren dat Roberts werd verslagen in een rechtstreeks duel was in 1981 tijdens de GP van Engeland, toen Jack Middelburg hem net te snel af was.
In 1983 moest Roberts na een bloedstollend seizoen de wereldtitel met slechts twee punten verschil laten aan het jonge talent Freddie Spencer. Hierna stopte hij als rijder.
Later kwam Kenny Roberts terug als team-eigenaar, met als doel een eigen motorfiets te ontwikkelen als alternatief voor de Japanse fabrieken. Samen met de autofabrikant Proton werd de Modenas KR 3 (Kenny Roberts three-cylinder) gebouwd. In 2001 kwam de Nederlandse coureur Jurgen van den Goorbergh uit voor het "team Kenny Roberts".
Zijn zoon, Kenny Roberts junior, trad in 2000 in de voetsporen van zijn vader door wereldkampioen te worden in de 500 cc klasse. Ook zoon Kurtis is actief in de racerij.
.svg){kind=small}
