8月11日，巴黎奧運男籃決賽，美國男籃98-87擊敗法國男籃奪得金牌，從而創造奧運五連冠偉業；39歲的詹姆斯打完奧運生涯最后一戰，全場10投6中拿到14分10助攻6籃板2搶斷1蓋帽，加冕奧運歷史搶斷王，還榮獲奧運男籃MVP。

第一節，詹姆斯空切雙手暴扣，精彩背傳助攻布克，防守端送出釘板大帽以及搶斷，首節打了8分鐘，2投1中拿到2分2籃板2助攻1搶斷1蓋帽；布克、愛德華茲和杜蘭特輸送火力，美國隊第一節20-15領先法國5分，這比賽打得十分精彩。

第二節美國隊被法國打出8-2的反擊[高·潮]，詹姆斯上場后碾壓突破撞開文班強硬得分，布克、庫里輸送三分，老詹一打多殺進禁區打成2+1，霸氣抖肩怒吼慶祝；不過法國隊繼續反撲緊咬比分，期間詹姆斯試圖造進攻犯規，卻慘遭亞布塞萊隔扣淪為背景板，半場打完美國隊49-41領先8分。

下半場，詹杜庫帶隊把領先優勢擴大到14分，面對法國的強勢反撲，詹姆斯暴扣以及轟進三分止血；老詹下場后，美國隊出現進攻啞火的情況，三節打完美國隊僅領先6分。

末節，詹姆斯帶隊再次領先到兩位數，文班亞馬和亞布塞萊帶隊保持懸念；關鍵時刻，杜蘭特送出大帽，詹姆斯助攻庫里命中三分，杜蘭特造犯規罰球得分，最后時刻，庫里連中三分瘋狂怒吼慶祝，最終美國男籃拿下比賽，創造奧運五連冠偉業。

詹姆斯奧運生涯搶斷總數超越基里連科，正式成為奧運男籃歷史搶斷王。

詹姆斯總共為美國男籃參加了四屆奧運會，三次奪得金牌一次銅牌，今年巴黎奧運會，詹姆斯不僅是美國男籃的核心領袖，而且是美國代表團的開幕式旗手；在賽場上，詹姆斯的場均得分、籃板和助攻都領跑全隊，不過老詹已經表態他不會參加下一屆洛杉磯奧運會，換言之，老詹的國家隊生涯已經結束了。