Centrowitz voitti alle 20-vuotiaiden Pan-Amerikan mestaruuden 1 500 metrillä São Paulossa 2007. Hän voitti 2008 saman ikäluokan Yhdysvaltojen-mestaruuden 5 000 metrillä ja oli alle 20-vuotiaiden MM-kilpailuissa samalla matkalla 11:s. Vuonna 2011 hän voitti 1 500 metrin NCAA:n ja Yhdysvaltojen-mestaruuden. Daegun MM-kilpailuissa hän sai pronssia ajalla 3.36,08. Istanbulin MM-hallikilpailuissa 2012 hän sijoittui 1 500 metrillä seitsemänneksi. Lontoon olympialaisissa hän sijoittui 1 500 metrillä neljänneksi ajalla 3.35,17.[1] Hän voitti Yhdysvaltojen-mestaruuden 2013. Moskovan MM-kilpailuissa 2013 Centrowitz saavutti hopeaa ajalla 3.36,78.[4]
Centrowitz voitti 2015 Yhdysvaltojen-mestaruuden sisäradoilla mailin juoksussa ja ulkoradoilla 1 500 metrillä. Pekingin MM-kilpailuissa hän sijoittui 1 500 metrillä kahdeksanneksi. Hän voitti 2016 kotimaansa sisä- ja ulkoratojen mestaruuden 1 500 metrillä. Hän voitti samalla matkalla kultaa Portlandin MM-hallikilpailuissa ajalla 3.44,22.[1]Rio de Janeiron olympialaisissa samana vuonna hän voitti matkan kultaa ajalla 3.50,00.[5] Samalla hänestä tuli ensimmäinen yhdysvaltalainen 1500 metrin olympiavoittaja sitten vuonna 1908 kun Mel Sheppard voitti sen matkan kullan. Lontoon MM-kilpailuissa 2017 Centrowitz karsiutui 1 500 metrin alkuerissä. Hän voitti Yhdysvaltojen-mestaruuden 1 500 metrilä 2018. Dohan MM-kilpailuissa 2019 hän oli samalla matkalla kahdeksas. Vuodelle 2021 siirretyissä Tokion olympialaisissa hän karsiutui 1 500 metrin välierissä.[1]