Im Jahr 1983 gewann er als bis dahin jüngster Motorrad-WM-Pilot die 500-cm³-Weltmeisterschaft (erst 30 Jahre später wurde dieser Rekord von Marc Márquez gebrochen), zwei Jahre später wurde er Doppelweltmeister in den Klassen bis 250 und bis 500 cm³.
Danach blieb der Erfolg aus und es folgten Verletzungspech und Ausfälle. Im Jahr 1993 versuchte er ein Comeback, am Ende der Saison hatte er jedoch nur zwei Punkte erkämpft. Seit 1997 führt er in Las Vegas die Freddie Spencer's High Performance Riding School.