El balear lideró toda la carrera para llevarse su primera victoria con Ducati; Dovi fue 2.º y Rossi 3.º; Márquez cayó en la curva 10
Lorenzo salió en cabeza, sin que nadie le pudiera alcanzar. Marcó el mejor ritmo de principio a fin, sacando el tradicional martillo con el que machacó al resto gracias a la constancia: una carrera en solitario que nunca pareció peligrar. El balear se reivindica de cara a cerrar su futuro lo antes posible: un resultado que le ayudará en su negociación. Por detrás, la carrera fue más complicada: Dovi, que admitió haberse equivocado en la elección de su rueda delantera, completó una carrera de menos a más y fue adelantando a sus rivales para ser segundo.
Especialmente irregular fue la carrera de Rossi. Comenzó segundo, pero fue perdiendo posiciones hasta las últimas 10 vueltas. Llegó a rodar 6.º: al final consiguió remontar e incluso estuvo a punto de dar un susto a Dovizioso. Acabó a menos de dos décimas del segundo puesto.
El gran perdedor del día fue Marc Márquez. Salió muy agresivo y se tocó con Petrucci en la curva 3. Pasó a Rossi en San Donato y se puso segundo. A 18 vueltas para el final, el de Cervera se fue al suelo en la curva a 10 en una acción que casi consigue salvar.
El de Cervera se cayó en la curva 10 cuando iba segundo en el Autódromo de Mugello
Por detrás, los pilotos del Team Suzuki Ecstar completaron el top 5: Andrea Iannone no consiguió confirmar su buen ritmo de los entrenamientos y pudo ser solo 4.º, superando a Álex Rins por 22 milésimas. El mejor piloto satélite fue Cal Crutchlow (LCR Honda Castrol) con la sexta plaza, por delante de Danilo Petrucci (Alma Pramac Racing), que concluyó 7.º.
Maverick Viñales (Movistar Yamaha MotoGP) realizó una muy mala salida y no fue hasta la segunda mitad de carrera cuando acabó con un ritmo positivo para acabar 8.º.
Takaaki Nakagami (LCR Honda Idemitsu), Dani Pedrosa (Repsol Honda Team), Jack Miller (Alma Pramac Racing), Tom Luthi (EG 0,0 Marc Vds) y Scott Redding (Aprilia Racing Team Gresini) se fueron al suelo durante las dos primeras vuelta.
Álvaro Bautista (Ángel Nieto Team) y Johann Zarco (Monster Yamaha Tech3) completaron los tres primeros.
La próxima fecha de la temporada será el 17 de junio ne el Circuito de Barcelona-Cataluña.
GP DE ITALIA MOTO GP MUGELLO
| POS | NRO | PILOTO | EQUIPO |
| 1 | 99 | Jorge Lorenzo | Ducati |
| 2 | 4 | Andrea Dovizioso | Ducati |
| 3 | 46 | Valentino Rossi | Yamaha MotoGP |
| 4 | 29 | Andrea Iannone | Equipo · Suzuki · |
| 5 | 42 | Alex Rins | Equipo · Suzuki · |
| 6 | 35 | Cal Crutchlow | LCR · Honda · Castrol |
| 7 | 9 | Danilo Petrucci | Pramac Racing |
| 8 | 25 | Maverick Viñales | Yamaha MotoGP |
| 9 | 19 | Alvaro Bautista | Equipo Angel Nieto |
| 10 | 5 | Johan Zarco | · Yamaha · Tech 3 |
| 11 | 44 | Pol Espargaró | Red Bull · KTM · |
| 12 | 53 | Tito Rabat | Reale, Abyssia Racing |
| 13 | 55 | Hafis Chalin | Yamaha · Tech 3 |
| 14 | 38 | Bradley Smith | Red Bull · KTM |
| 15 | 21 | Franco Morvidelli | Estrella Garcia |
| 16 | 93 | Marc Marquez | Equipo Repsol Honda |
| 17 | 10 | Xavier Simeon | Reale, Abyssia Racing |
| 18 | 30 | Takagi Nakagami | LCR · Honda · Idemitsu |
| ? | 41 | Arsi Espargaró | Aprilia · Racing · Equipo · Gresini |
| ? | 43 | Jack Miller | Alma Pramac Racing |
| ? | 12 | Thomas Luty | Estrella Garcia · 0, · marca · VDS |
| ? | 17 | Karel Abraham | Equipo Angel Nieto |
| ? | 45 | Scott Reading | Aprilia · Racing · Equipo · Gresini |
| ? | 26 | Dani Pedrosa | Equipo Repsol Honda |
CAMPEONATO
| POS | PILOTO | MOTO | PUNTOS |
| 1 | Marc Márquez | Honda | 95 |
| 2 | Valentino ROSSI | Yamaha | 72 |
| 3 | Maverick VIÑALES | Yamaha | 67 |
| 4 | Andrea DOVIZIOZO | Ducati | 66 |
