Die Veranstalter reagierten auf die Hitze in Italien (am Sonntag werden in der Spitze 40 Grad Celsius erwartet) und kürzten den zweiten Superbike-Lauf von 19 auf 15 Runden. Außerdem wurde das Prozedere vor dem Start gestrafft, damit die Piloten in der Startaufstellung nicht länger als nötig in der prallen Sonne stehen müssen. Bei Rennstart um 14 Uhr herrschten 37 Grad Celsius Luft- und 60 Grad Celsius Asphalttemperatur – dennoch kamen am gesamten Wochenende 53.531 Zuschauer an die Rennstrecke. Die Startreihenfolge änderte sich entsprechend dem Ergebnis des Superpole-Race am Vormittag: Die erste Reihe bestand aus Toprak Razgatlioglu (Yamaha), Álvaro Bautista (Ducati) und Andrea Locatelli (Yamaha), in der zweiten Reihe Jonathan Rea (Kawasaki), Michael Rinaldi und Axel Bassani (beide Ducati). Das Rennen begann mit einem Paukenschlag: Bautista führte das Feld in die erste Kurve, doch beim Umlegen in Kurve 2 stürzte der Spanier. Fortan übernahm Razgatlioglu das Kommando, Ducati-Privatier Axel Bassani und Rea hielten mit dem Yamaha-Piloten mit. In Runde 8 setzte sich Bassani an die Spitze. Der junge Italiener hat noch keinen Sieg eingefahren und legte sich mächtig ins Zeug, um das vor seinen Landsleuten zu schaffen – vergeblich. Drei Runden vor dem Ende suchte Razgatlioglu die vorzeitige Entscheidung, holte sich die Führung zurück und distanzierte den Italiener um 2 sec. Rea hatte schon vorher nicht mehr mithalten können und wurde Dritter. Der zweite Ducati-Werkspilot, Michael Rinaldi wurde mit elf Sekunden Rückstand Fünfter. Ein starkes Rennen fuhr Rookie Bradley Ray vom Yamaha-Team Motoxracing. Der Engländer hielt das gesamte Rennen in den Top-8 mit und kreuzte nur 1 sec hinter Rinaldi und eine Sekunde vor dem besten BMW-Piloten Loris Baz (7.) als Sechster die Ziellinie. Die beste Honda brachte Iker Lecuona auf der zehnten Position ins Ziel – ein Trauerspiel für Honda. Dominique Aegerter (Yamaha) wurde Zwölfter, dank einiger Ausfälle erreichte auch Philipp Öttl (Ducati) als 15. die Punkteränge. So lief das Rennen: Start: Bautista biegt vor Locatelli und Razgatlioglu in die erste Kurve ein – und stürzt! Die Karten für den zweiten Lauf wurden neu gemischt. Runde 1: Razgatlioglu führt vor Locatelli, Rea und Bassani. Dann Lowes, Redding, Rinaldi und Ray. Aegerter auf 12, Öttl 15. Runde 2: Razgatlioglu fährt um 0,9 sec davon. Neuer Zweiter ist Bassani, der in 1:47,876 min die schnellste Runde fährt. Aegerter auf 12, Öttl 16. Runde 3: Bassani in 1:47,611 min erneut schneller als Razgatlioglu. Rea vorbei an Locatelli auf Platz 3. Runde 4: Razgatlioglu, Bassani und Rea, der in 1:47,572 min die neue Bestmarke legt, innerhalb 0,8 sec. Rinaldi verbessert sich auf Platz 6. Redding Siebter. Vierge auf Platz 11. Runde 5: Bassani fährt eine in 1:47,491 min, tatsächlich fahren die Top-3 fast identische Zeiten. Locatelli (4.) bereits 2,3 sec zurück. Aegerter und Öttl unverändert. Sturz Rabat. Runde 6: Die Top-3 innerhalb 0,5 sec. Locatelli und Lowes kämpfen um Platz 4. Rinaldi (6.) kann sich nicht von Redding und Ray lösen. Öttl fällt hinter Gerloff auf 17. zurück. Runde 7: Nur an der Spitze werden 1:47 min gefahren. Sturz Haslam. Runde 8: Bassani übernimmt die Führung mit einem sauber vorgeführten Manöver. Runde 9: Bassani 0,2 sec vor Razgatlioglu und 0,6 sec vor Rea. Sturz Vinales. Rinaldi (6.) hat sich von Redding gelöst, der Ray nicht abschütteln kann. Runde 10: Rea scheint die Pace von Bassani und Razgatlioglu nicht mehr mitgehen zu können. Aegerter (12.) im Sandwich der Honda-Piloten Vierge und Lecuona. Öttl auf 16. Runde 11: Rea (3.) 0,8 sec zurück. Runde 12: Razgatlioglu übernimmt wieder die Führung. Rea fällt weiter ab. Sturz Lowes. Alle Piloten ab Platz 5 rücken um eine Position nach vorn – Öttl somit in den Punkten. Runde 13: Bassani 0,8 sec hinter Razgatlioglu, Rea schon 2 sec zurück. Lecuona mit Zwischensport auf Platz 10. Aegerter auf 13, Öttl 15. Ray (6.) und Baz (7.) vorbei an Redding (8.). Runde 14: Razgatlioglu sucht die vorzeitige Entscheidung und distanziert Bassani um 1,5 sec. Letzte Runde: Razgatlioglu siegt vor Bassani und Rea. Dann Locatelli, Rinaldi und Ray und Baz. Aegerter 13, Öttl 15.