Kemenangan ini merupakan yang pertama kalinya diraih Dovizioso pada musim ini. Penampilan cemerlang pebalap Italia itu sudah terlihat sejak sesi kualifikasi karena finis di peringkat tiga, di bawah Vinales dan Rossi.
Dovizioso menaklukan trek yang kering bersuhu udara 25 derajat celcius dengan catatan waktu 41 menit 32,126 detik. Ia unggul 1,281 detik dari Maveric Vinales yang finis di posisi kedua, kendati pebalap Yamaha itu memulai lomba dari garis terdepan.
Dovizioso memimpin saat balapan tersisa 10 putaran seusai mendahului Vinales, Petrucci dan Rossi.
Petrucci yang juga menggunakan motor Ducati dari tim Octo Pramac juga tampil luar biasa dengan finis di posisi ketiga setelah melewati Valention Rossi yang terpaksa menyudahi balapan di peringkat empat.
Alvaro Bautista berada di tempat kelima setelah berhasil menahan juara bertahan Marc Marquez yang finis di posisi enam. Pada awal lomba, Marquez membalap dengan agresif namun tidak bisa mengejar pebalap terdepan.
Di sisi lain, Dani Pedrosa dan Cal Crutchlow mengalami nasib buruk karena kedua pebalap itu terjatuh di putaran terakhir, demikian MotoGP.
Hasil MotoGP Italia:
| 1 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Ducati Team | 41'32.126 |
| 2 | Maverick VIALES | SPA | Movistar Yamaha | 1.281 |
| 3 | Danilo PETRUCCI | ITA | OCTO Pramac Racing | 2.334 |
| 4 | Valentino ROSSI | ITA | Movistar Yamaha | 3.685 |
| 5 | Alvaro BAUTISTA | SPA | Pull&Bear Aspar Team | 5.802 |
| 6 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | 5.885 |
| 7 | Johann ZARCO | FRA | Monster Yamaha | 13.205 |
| 8 | Jorge LORENZO | SPA | Ducati Team | 14.393 |
| 9 | Michele PIRRO | ITA | Ducati Team | 14.88 |
| 10 | Andrea IANNONE | ITA | Team SUZUKI ECSTAR | 15.502 |
| 11 | Tito RABAT | SPA | EG 0,0 Marc VDS | 22.004 |
| 12 | Scott REDDING | GBR | OCTO Pramac Racing | 24.952 |
| 13 | Jonas FOLGER | GER | Monster Yamaha | 28.16 |
| 14 | Hector BARBERA | SPA | Reale Avintia Racing | 30.676 |
| 15 | Jack MILLER | AUS | EG 0,0 Marc VDS | 30.779 |
| 16 | Karel ABRAHAM | CZE | Pull&Bear Aspar Team | 42.306 |
| 17 | Sylvain GUINTOLI | FRA | Team SUZUKI ECSTAR | 46.294 |
| 18 | Loris BAZ | FRA | Reale Avintia Racing | 50.731 |
| 19 | Sam LOWES | GBR | Aprilia Racing Team | 50.74 |
| 20 | Bradley SMITH | GBR | Red Bull KTM | 50.897 |
