Vor dem Rennstart in Mugello sorgte LCR-Honda-Pilot Stefan Bradl für eine Schrecksekunde. Der Bayer stürzte im Warm-up mit 220 km/h und wurde sofort in das Medical Centre gebracht. Er prellte sich den rechten Handballen und klagte über Schmerzen in Unterarm und Ellenbogen. Trotzdem trat er zum Rennen an. Ducati-Pilot Andrea Iannone legte den besten Start hin und führte das Feld in Kurve 1. Hinter dem Italiener reihten sich Jorge Lorenzo, Marc Márquez und Andrea Dovizioso ein. Der angeschlagene Stefan Bradl fiel bis auf den zwölften Rang zurück. Jorge Lorenzo drückte sich nach wenigen Kurven an Iannone vorbei und startete einen Fluchtversuch. Márquez roch den Braten und ging ebenfalls am Italiener vorbei. Dieser konterte jedoch. Valentino Rossi, der in Mugello seinen 300. GP-Start absolvierte, schob sich immer weiter nach vorne. Die italienischen Fans jubelten. In Runde 2 lag Rossi bereits auf Rang 4. Lorenzo führte mit 0,944 sec Vorsprung vor Iannone und Márquez, die um Rang 2 kämpften. Mit 1:48,058 min legte Lorenzo die schnellste Runde vor. Bradley Smith stürzte. Márquez machte Jagd auf Lorenzo und verkleinerte den Abstand immer weiter. Währenddessen preschte Rossi an Iannone vorbei. In Runde 3 stürzte Ducati-Pilot Cal Crutchlow und räumte den bereits verletzten Stefan Bradl ab, der über seine Maschine geschleudert wurde. Márquez saugte sich bis zur siebten Runde an Lorenzo heran. Rossi lag 0,9 sec dahinter. Petrucci-Ersatz Michel Fabrizio steuerte die Box an, Héctor Barberá stürzte. Lorenzo vs. Márquez In der 16. Runde stürmte Marc Márquez nach der Geraden an Jorge Lorenzo vorbei. Doch Lorenzo ließ sich nicht abschütteln. Der Yamaha-Pilot konterte kurze Zeit später. Vier Runden vor Schluss ging Márquez auf der Geraden an Lorenzo vorbei, dieser bremste sich wieder heran, Márquez konterte. Doch letztendlich setzte sich Lorenzo an der Spitze durch. Rossi lag chancenlos 2,4 sec hinter dem Führungsduo. Im nächsten Umlauf ging Márquez erneut nach der Geraden an Lorenzo vorbei. Doch Lorenzo fand sich nicht lange mit Rang 2 ab und schob sich wieder in Führung. Letzte Runde: Márquez preschte auf der Geraden an Lorenzo vorbei. Lorenzo wartete auf seine Chance auf der Geraden, doch die Honda-Power beförderte Márquez als Sieger in das Ziel. WM-Leader Marc Márquez siegte im sechsten Rennen in Folge. Jorge Lorenzo musste sich dem Spanier knapp geschlagen geben. Hinter den beiden überquerten Valentino Rossi (Yamaha), Dani Pedrosa (Honda), Pol Espargaró (Yamaha) und Andrea Dovizioso (Ducati) die Ziellinie.