El español Marc Márquez (Repsol Honda RC 213 V) volvió a ganar, su sexto triunfo consecutivo de la temporada al imponerse en un final de infarto al también español Jorge Lorenzo (Yamaha YZR M 1) en el Gran Premio de Italia de MotoGP que se disputó en el circuito de Mugello. Márquez suma seis victorias consecutivas e iguala al italiano Valentino Rossi (Yamaha YZR M 1), quien en 2002 encadenó idéntico número de triunfos.

Tal y como había presagiado Marc Márquez tras ser el más rápido de entrenamientos el italiano Andrea Iannone logró imponer la velocidad máxima de su Ducati Desmosedici al apagarse el semáforo y aunque se formó un nutrido grupo de pilotos al final de la recta de meta Iannone pasó primero por ahí, por delante de Márquez y de Jorge Lorenzo (Yamaha YZR M 1). Lorenzo no tardó demasiado en superar a Iannone, que iba claramente "colado" en varios puntos del circuito, para lanzar su propio ataque con un ritmo muy fuerte que el italiano no podía seguir y con el que hacía tapón a Marc Márquez. Por detrás, desde la cuarta línea de la formación de salida, el italiano Valentino Rossi (Yamaha YZR M 1) ascendió hasta la sexta plaza en el primer giro y en el segundo adelantó tanto al español Pol Espargaró (Yamaha YZR M 1) como al italiano Andrea Dovizioso (Ducati Desmosedici Open) para colocarse cuarto.

Ya en la segunda vuelta Jorge Lorenzo marcó su primera vuelta rápida (1:48.058), mientras que Márquez se las veía y deseaba para superar a Iannone, que al menos en una ocasión le devolvió un adelantamiento al límite, si bien el campeón del mundo acabó doblegándolo antes de concluir la tercera vuelta. Ya no había nada entre el líder de la carrera, Jorge Lorenzo, y Marc Márquez, pero por detrás llegó como un misil Valentino Rossi, quien una vez más quería estar en el podio de Mugello.

Delante las cosas estaban más o menos así, pero unas posiciones más atrás el británico Cal Cruchtlow (Ducati Desmosedici Open) no pudo controlar su moto y se fue al suelo, con la mala suerte de que ésta regresó a la pista para golpear por detrás a la Honda del alemán Stefan Bradl, quien no pudo hacer nada por evitar la caída y una vez más, por cuarta vez en el fin de semana de la Toscana italiana, acabó por los suelos. La siguiente vuelta rápida de carrera fue para Marc Márquez (1:47.892) en el quinto giro, en el que consiguió ponerse tras el rebufo de Jorge Lorenzo, mientras Rossi intentaba alcanzarlos y pasaba por la recta de meta con un segundo de desventaja.

En tanto, Andrea Iannone ya se había quedado completamente descolgado de ese trío y Dani Pedrosa (Repsol Honda RC 213 V), se peleaba por la quinta plaza con Pol Espargaró y Andrea Dovizioso, a los que no tardó demasiado en superarlo para iniciar la neutralización de Iannone poco después. Ahí se acabó la ascensión de Pedrosa, que estaba a cuatro segundos y medio de la cabeza de carrera, una diferencia inalcanzable al rodar más de medio segundo más lento por vuelta que ellos.

Valentino Rossi se esforzó al máximo por intentar alcanzar al dúo de cabeza y casi en todo momento estuvo a algo más de segundo y medio de ellos, pero en el decimocuarto giro se percibió que el campeón italiano arrojaba la toalla, incapaz de darlos caza y arriesgando más de lo debido una tercera posición del podio que nadie le podía arrebatar en caso de no cometer errores. A partir de esa vuelta las diferencias entre Lorenzo y Márquez comenzaron a crecer respecto a Rossi y ya quedó claro que el triunfo sólo podía ser de uno de los españoles.

Márquez aguantó tras Lorenzo hasta el principio de la decimoséptima vuelta, en la que abrió el acelerador de su Repsol Honda a fondo y superó a su rival a final de recta mientras Lorenzo intentaba aguantar acortando distancias incluso al pisar la tierra en la mismísima recta. Comenzó entonces una caza distinta, una caza en la que Lorenzo empezó a buscar el sitio en el que meter la rueda de su Yamaha para doblegar al de Repsol Honda y lo consiguió en varias ocasiones en ese mismo giro. La carrera había entrado en una fase espectacular con un mano a mano espectacular entre ambos.

Hasta la última vuelta, en la que Márquez llegó primero a final de recta, ninguno de los dos cejó en su empeño de doblegar al rival y aunque Lorenzo lo intentó en donde pudo, el líder del mundial y campeón en título de la categoría, supo cerrar todos los huecos para adjudicarse el sexto triunfo del año, todos ellos consecutivos, por delante de Jorge Lorenzo y de Valentino Rossi. La cuarta plaza fue para Dani Pedrosa, por delante de Pol Espargaró y Andrea Dovizioso, con Aleix Espargaró (Forward Yamaha YZR Open) en noveno lugar, mientras que Héctor Barberá (Kawasaki) se tuvo que retirar con problemas mecánicos.