Izan Guevara übernahm von der Pole-Position von Anfang an das Kommando. Mit Deniz Öncü, Sergio Garcia, Ivan Ortolá und Diogo Moreira setzte sich in der frühen Phase des 23-Runden-Rennens eine Fünfergruppe leicht ab. Moreira musste allerdings einen Long-Lap-Penalty verbüßen, weil er im FP1 unter gelber Flagge gestürzt war. Daher fiel der 18-jährige Brasilianer in die zweite Gruppe zurück. Aus der Vierergruppe an der Spitze wurden nach fünf Runden zwei Duos, weil Garcia und Ortolá das Tempo von Guevara und Öncü nicht mitgehen konnten. Nach zehn Runden störte Öncü offenbar etwas an seinem Leder oder seinem Motorrad. Er warf dann etwas weg, blieb Guevara jedoch weiter dicht auf den Fersen – bis in die letzte Runde, als sich der Türke vor den Augen von Bruder Can Öncü, Manager Kenan Sofuoglu und Superbike-Weltmeister Toprak Razgatlioglu erstmals vor Guevara setzte. Der Moto3-Weltmeister aber konterte in der letzten Kurve noch einmal und krönte seine Traum-Saison mit dem vierten Sieg im vierten Saisonrennen auf spanischem Boden. In seinem letzten GP für Red Bull KTM Tech3 musste sich Deniz mit dem zweiten Platz abfinden. Garcia kreuzte die Ziellinie auf einem einsamen dritten Rang, nachdem er sich im letzten Renndrittel von Ortolá abgesetzt hatte. Ortolá wurde von den nachfolgenden Fahrern eingeholt und fiel schließlich aus den Top-10. Leopard-Honda-Pilot Dennis Foggia, der noch mit Hoffnungen auf den zweiten WM-Rang in das Rennen gegangen war, setzte sich bei seinem letzten Auftritt als Moto3-Pilot zwar in der großen Gruppe durch, die am Ende um Platz 4 kämpfte. Garcia aber untermauerte mit Platz 3 seinen Vizetitel – das bedeutete in der WM-Endabrechnung die Plätze 1 und 2 für das GASGAS Aspar Team. Diogo Moreira aus dem MT Helmets – MSI Team dagegen reichte Platz 8, um sich zum "Rookie of the Year" zu küren. Moto3-Ergebnis, Valencia (6.11.): 1. Guevara, GASGAS, 23 Rdn 2. Öncü, KTM, + 0,062 sec 3. Garcia, GASGAS, + 6,557 4. Foggia, Honda, + 14,133 5. Sasaki, Husqvarna, + 14,574 6. Adrian Fernández, KTM, + 14,676 7. Muñoz, KTM, + 14,889 8. Moreira, KTM, + 15,048 9. Yamanaka, KTM, + 15,288 10. Holgado, KTM, + 15,440 11. McPhee, Husqvarna, + 15,533 12. Ortolá, KTM, + 15,618 13. Tatay, CFMOTO, + 15,777 14. Suzuki, Honda, + 28,493 15. Migno, Honda, + 28,503 Moto3-WM-Endstand (nach 20 Rennen): 1.Guevara 319 Punkte. 2. Garcia 257. 3. Foggia 246. 4. Sasaki 238. 5. Öncü 200. 6. Masia 177. 7. Suzuki 130. 8. Moreira 112. 9. Migno 103. 10. Holgado 103. 11. McPhee 102. 12. Yamanaka 94. 13. Munõz 93. 14. Riccardo Rossi 87. 15. Tatay 87. 16. Artigas 83. 17. Ortolá 73. 18. Nepa 64. 19. Toba 63. 20. Adrián Fernández 51. 21. Kelso 36. 22. Bartolini 27. 23. Ogden 21. 24. Bertelle 16. 25. Fellon 11. 26. Aji 5. 27. Furusato 2. Konstrukteurs-WM: 1.GASGAS 389 Punkte. 2. Honda 330. 3. KTM 323. 4. Husqvarna 279. 5. CFMOTO 130. Team-WM: 1.GASGAS Aspar Team 576 Punkte. 2. Leopard Racing 376. 3. Sterilgarda Husqvarna Max Racing 340. 4. Red Bull KTM Ajo 280. 5. Red Bull KTM Tech3, 251. 6. MT Helmets-MSi 206. 7. CFMOTO Racing PrüstelGP 170. 8. Angeluss MTA Team 137. 9. Rivacold Snipers 103. 10. CIP Green Power 99. 11. SIC58 Squadra Corse 98. 12. BOE Motorsports 93. 13. QJMotor Avintia Racing 43. 14. Vision Track Racing Team 21. 15. Honda Team Asia 7.