Jorge Lorenzo (Yamaha) y Marc Márquez (Suter), con sendas victorias en sus respectivas categorías, aumentaron, como Sandro Cortese (KTM) en Moto3, su ventaja en la clasificación provisional del Mundial tras la disputa del Gran Premio de San Marino en el circuito Marco Simoncelli de Misano Adriático.

Lorenzo llevó hasta los 38 puntos la diferencia respecto a su único rival en la lucha por el título, Dani Pedrosa (Honda), tras una serie de avatares del catalán que lo acabaron llevando al suelo en la primera vuelta. Un incidente en el momento de la salida de la carrera de MotoGP, al fallar dos motos en la arrancada, la del checo Karel Abraham (Ducati) y la del propio Pedrosa, que partía desde la pole, forzó la detención inmediata de la carrera y que todos los equipos tuviesen que poner nuevamente los calentadores de neumáticos. Tras solventar ese problema inicial, el barcelonés, que venía de ganar las dos últimas pruebas, vivió momentos de tensión al no poder sacar sus mecánicos el calentador de la rueda delantera, lo que obligó a retirar la moto de la formación de salida. El inconveniente le costó a Pedrosa pasar de la primera a la última posición de la formación de salida y con los nervios de la situación a flor de piel, por lo que se estaba jugando, salió como una exhalación para recuperar el terreno perdido cuanto antes. Sin embargo, acabó colisionando con Héctor Barberá (Ducati) antes de completarse la primera vuelta y ambos quedaron fuera de carrera.

En apenas un minuto se había quedado el camino expedito para Lorenzo, que supo aprovechar su oportunidad y con una fulgurante salida ya se colocó primero, secundado por Valentino Rossi (Desmosedici). El balear comenzó a tirar con fuerza, a ritmo de vuelta rápida, en tanto que el italiano no podía deshacerse del joven alemán Stefan Bradl (Honda).

Lorenzo no tardó en poner tierra de por medio a partir de la cuarta vuelta y dejó a Rossi, Bradl y Andrea Dovizioso (Honda) pelearse por el resto de plazas del cajón. Rossi sacó a relucir su casta de campeón para abrir brecha, mientras Álvaro Bautista (Honda), con valentía y hambre de podio recortaba distancias para adelantar a Dovizioso y lograr su primer podio de la categoría por apenas tres milésimas de segundo.

Mientras, Marc Márquez (Suter), en Moto2, logró un triunfo de auténtica raza frente a un Pol Espargaró (Kalex) que lo intentó todo hasta el final, en una carrera disputada sólo a 14 vueltas, ya que en la cuarta se tuvo que detener al romper el motor el británico Gino Rea (Suter) y verter gran cantidad de aceite sobre asfalto.

Una vez reiniciada la prueba, Andrea Iannone (Speed Up), salió primero, pero no tardaron demasiado en superarlo los dos españoles. Ambos llegaron a la última vuelta peleando por la victoria. En esos pocos kilómetros se pasaron varias veces en situaciones al límite de la física y la gravedad, algunas criticadas por Espargaró al término de una carrera que acabó llevándose Márquez.

Por último, el alemán Sandro Cortese (KTM) sumó su tercera victoria de la temporada en un apretado final con varios pilotos, entre ellos Luis Salom (Kalex KTM), segundo, y el italiano Romano Fenati (FTR Honda), tercero. También estaba en la puja Maverick Viñales (FTR Honda), quien, tras esforzarse por remontar desde el undécimo puesto, acabó quinto cuando luchaba por el triunfo. Dudó cuando estuvo a la estela de Cortese y tanto Salom como Rins lo aprovecharon para superarlo, casi echándolo de la pista. Entonces Rins miró hacia atrás para ver qué le había sucedido y su despiste lo aprovechó Fenati para 'robarle'la tercera posición.