Pengendara harus berjuang melalui kondisi campuran dalam lomba, karena hujan mulai turun dengan sembilan lap tersisa Marc Marquez mencoba strategi optimis dengan dia rekan setimnya Dani Pedrosa tetap berada di ban licin sampai akhir balapan. Langkah ini terhempas secara harfiah dengan Pedrosa dan Marquez jatuh dari sepeda mereka dengan tiga lap tersisa. Ini menyerahkan balapan kepada pebalap Yamaha yang meraih kemenangan pertamanya sejak Valencia pada 2013.
Perlombaan dimulai dalam kondisi basah dan Andrea Iannone memimpin lebih dulu di beberapa tikungan pertama. Namun, keunggulannya akan berumur pendek saat Marquez dan Lorenzo keduanya berhasil melewati pebalap Italia itu. Beberapa lap kemudian, Iannone menemukan dirinya di atas rumput setelah menaiki tambalan lembap. Dia tidak dapat memulihkan sepeda ke trek dari rumput yang licin dan menjadi korban pertama balapan.
Valentino Rossi segera menjadi pembalap kedua yang menjadi korban patch basah di sirkuit. Rossi – yang menang terakhir kali di Misano – telah melepas sepedanya yang mengakibatkan perjalanan ke rumah sakit setempat untuk pemeriksaan
Di tengah-tengah balapan, Lorenzo dan Marquez masuk ke memo besar untuk memimpin dan kedua pembalap menemukan diri mereka di depan balapan saat mereka memasuki tahap penutupan. Dengan enam lap tersisa, hujan mulai turun deras dan Dani Pedrosa mulai menerkam pada pasangan terdepan saat dia berjalan menuju ke depan lapangan.
Pengendara mulai memasuki pit lane untuk menukar sepeda dengan lima lap untuk pergi tetapi kedua pengendara Honda tetap berada di luar. Itu tidak lama sebelum kondisi tertangkap dengan Pedrosa dan Marquez karena keduanya jatuh dari sepeda motor mereka, tetapi mereka masih bisa mengambil poin masing-masing 13 dan 14 masing-masing.
Ini memungkinkan Aleix Espargaro dan Cal Crutchlow untuk memasuki posisi podium. Kedua pembalap berjuang untuk tempat kedua di tahap penutupan dengan Espargaro memenangkan perlombaan drag ke garis.