Metcalfe se je rodil v Atlanti, v Georgiji, odraščal v Chicagu in leta 1930 diplomiral na srednji šoli Tilden Tech. Sprejel je štipendijo za Marquette University v Milwaukeeju v Wisconsinu in večkrat izenačil rekord 10,3 sekunde na 100 m in rekord 20,6 sekunde na 200 m. Postal je prvi moški, ki je trikrat zapored osvojil naslov NCAA na 200 m. Na poletnih olimpijskih igrah leta 1932 v Los Angelesu se je praktično boril s tekmecem Eddiejem Tolanom, zlati medalji pa je dobil šele po daljšem proučevanju fotografije. Oba sta v 100 metrih dosegla čas 10,38 sekunde. Metcalfe je na teh igrah osvojil tudi bronasto medaljo na 200 metrih. Spet je tekmoval na poletnih olimpijskih igrah 1936 v Berlinu in spet osvojil srebro na 100 metrov, tokrat za štirikratnim zlatih medaljcem Owensom. Zmagali so zlato v štafeti 4 × 100 metrov.
Foy Draper in Frank Wykoff; ZDA so zmagale za 1,1 sekunde nad drugo mesto Italijo, Nemčija pa je osvojila bron. Metcalfe in Owens (1913-1980) sta bila divja tekmovalca na dirkališču in sta postala celoživljenjska prijatelja.