Marc Marquez vince il GP di San Marino e, insieme al quarto successo stagionale, conquista anche la vetta del Motomondiale, agganciando a quota 199 Dovizioso, giunto terzo all'arrivo. Vittoria ottenuta grazie al sorpasso all'ultimo giro su Danilo Petrucci, secondo al traguardo. Delusione per Vinales, partito in pole e arrivato solo quarto, e per Lorenzo, che cade mentre è in testa alla corsa. Si ritira anche Iannone, grandissimo quinto posto per Michele Pirro.
Partenza fallita dal pilota della Yamaha, in pole dopo le qualifiche di sabato. In testa ci va Lorenzo, seguito da Marquez e da Dovizioso, con Vinales quarto. Dal sesto posto, risale con un doppio sorpasso Danilo Petrucci, che si insinua in zona podio dopo aver infilato anche il pilota della Ducati. La svolta arriva con la caduta di Jorge Lorenzo, che si sdraia in curva ed è costretto al ritiro. A metà gara, in testa, c'è proprio Petrucci, tallonato da Marquez, con Dovizioso che prova a restare dietro alla coppia di testa ma, nel finale, viene staccato.
A contendersi la vittoria sono allora l'italiano e lo spagnolo della Honda, che rimane incollato al pilota della Ducati. Decisivo per la gara, e probabilmente per il Mondiale, il sorpasso sulla linea di traguardo all'alba dell'ultimo giro: Marquez resta in testa e si aggiudica la vittoria a Misano. Un successo che gli permette di recuperare i 9 punti che lo separavano da Dovizioso, con il quale ora condivide la vetta con 16 punti di vantaggio su Vinales, giunto quarto al traguardo davanti ad uno straordinario Michele Pirro. La classifica è ora spaccata: con l'infortunio di Rossi, il distacco tra i primi 3 piloti e il nove volte campione del mondo, quarto in classifica generale, è di 26 punti. Addirittura a +42 la coppia di testa.