Il participe début août aux Jeux olympiques de Pékin et remporte son premier succès international majeur en montant sur la troisième marche du podium du 400 mètres. Situé à l'extérieur au couloir 9, l'Américain parvient à conserver la troisième place en effectuant un plongeon sur la ligne d'arrivée, s'inclinant finalement avec le temps de 44 s 80 face à LaShawn Merritt et Jeremy Wariner[3]. Aligné par ailleurs dans l'épreuve du relais 4 × 400 mètres, David Neville remporte, en tant que troisième relayeur, le titre olympique aux côtés de LaShawn Merritt, Angelo Taylor et Jeremy Wariner. L'équipe américaine, qui devance les Bahamas et la Russie, établit un nouveau record olympique de la discipline avec le temps de 2 min 55 s 39[4].
Le plongeon pour la 3eplace de David Neville sur la ligne d'arrivée du 400m des Jeux olympiques de Pékin, le 21 août 2008 au nid d'oiseau