El 4 de julio de 1919 se coronó campeón del mundo de los pesos pesados, tras vencer al estadounidense Jess Willard. Aunque Willard era favorito Dempsey lo masacró derribándolo 7 veces en el primer asalto y logrando el triunfo en el tercero. A partir de esta victoria, Dempsey obtuvo mucha fama, pisó poco el ring durante unos años y se introdujo en el mundo del cine, grabando varias películas a pesar de ser un pésimo actor.
Entre sus defensas de la corona destacan los combates que mantuvo en 1921 con el francés Georges Carpentier; y el 14 de septiembre de 1923 con el argentino Luis Ángel Firpo, que en el primer round lo noqueó y lo envió fuera del ring durante 15 segundos. Fue en la llamada pelea del siglo por el título mundial de peso completo. Dempsey era un gran campeón y terminó venciendo a Firpo, pero después de que Firpo lo hubiera noqueado y de que el referee y el público ayudaran a Dempsey a levantarse. Técnicamente Firpo había ganado la pelea y Dempsey debió haber sido descalificado. Pero el combate siguió y finalmente, Dempsey le ganó a Firpo.
En 1926 Dempsey perdió de forma sorpresiva el título frente al estadounidense Gene Tunney. En la revancha celebrada un año después, Dempsey perdió de nuevo frente a Tunney por puntos. Durante este famoso combate, conocido como el de la "cuenta larga", Dempsey ignoró la regla que obliga al púgil a volver a una esquina neutral durante la cuenta tras una caída del adversario. Con Tunney caído y fuera de combate en la lona, el árbitro detuvo la cuenta durante varios segundos hasta que Dempsey volvió a un rincón neutral. Los espectadores del ring protestaron esos segundos extras que permitieron a Tunney recuperarse y derrotar a Dempsey. Los defensores de Dempsey alegaron que el árbitro había ignorado esa misma regla cuando más tarde Tunney derribó a Dempsey, iniciando la cuenta sin Tunney en la esquina neutral. Tras esta derrota, dejó el boxeo. Falleció el 31 de mayo de 1983.
Probablemente una de los mejores boxeadores de mundo hasta hoy en día.
