MotoGPクラスの決勝レースは気温25度、路面温度36度のドライコンディションで争われた。好スタートでレースをリードしたのはホルヘ・ロレンソ(ヤマハ)、マルケス、バレンティーノ・ロッシ(ヤマハ)の順で続き、2周目の3コーナーでロッシがマルケスの前に出るが、すぐにマルケスが抜き返し、ロッシはS字でも前に出たものの、マルケスがすぐにポジションを奪還するなど、序盤からマルケスとロッシは激しいポジション争いを展開する。
その間にロレンソはコンマ5秒ほどのリードを取るが、勢いに乗るマルケスは4周目のV字コーナーでロレンソを交わしてトップに浮上する。
トップ集団はマルケス、ロレンソ、ロッシの3人となり、マルケスが逃げにかかると、ロッシもそれを追い、6周目のV字コーナーでロレンソを交わして2番手に浮上する。ところが7周目のヘアピンでロッシがスリップダウン。マシンを起こしてピットに戻ったものの、リタイアとなる。これでロレンソの結果次第でマルケスのタイトル確定の可能性が高まる。
マルケスはその後、リードを広げてトップを独走。ロレンソも単独2位をキープしていたが、後方からアンドレア・ドビジオーゾ(ドゥカティ)、アレイシ・エスパルガロ(スズキ)、マーベリック・ビニャーレス(スズキ)がその差を徐々に縮めてくる。ロレンソとドビジオーゾの差がコンマ4秒ほどに縮まった20周目のV字コーナーで、ロレンソがまさかの転倒、リタイアとなる。
マルケスはそのままトップでチェッカーを受け、今シーズン5勝目を記録、ランキング2位のロッシとランキング3位のロレンソがノーポイントに終わり、マルケスとロッシのポイント差が77ポイントとなり、マルケスのMotoGPクラス3度目のタイトルが確定した。
2位にドビジオーゾが続き、チームメイト同士のバトルとなった3位争いは、20周目にビニャーレスが前に出て、3位表彰台を獲得。アレイシ・エスパルガロは4位入賞となった。
5位にカル・クロッチロウ(ホンダ)が入賞、インディペンデントチームのトップとなった。6位にポル・エスパルガロ(ヤマハ)、7位にアルバロ・バウティスタ(アプリリア)、8位にダニロ・ペトルッチ(ドゥカティ)、9位にスコット・レディング(ドゥカティ)、10位にステファン・ブラドル(アプリリア)が入賞。
ワイルドカード参戦の中須賀 克行(ヤマハ)は11位入賞、ヨニー・エルナンデス(ドゥカティ)が12位、ブラドリー・スミス(ヤマハ)が13位、ティト・ラバット(ホンダ)が14位で続き、初日にケガを負ったダニ・ペドロサ(ホンダ)の代役として急きょ参戦することになった青山 博一(ホンダ)は15位入賞を果たした。
ロリス・バズ(ドゥカティ)は16位でチェッカー。エクトル・バルベラ(ドゥカティ)は8位走行中の9周目の1コーナーで転倒、再スタートして17位。MotoGP初参戦のマイク・ジョーンズ(ドゥカティ)は18位で完走。 ジャック・ミラー(ホンダ)は7周目の1コーナーで転倒しリタイア、ユージン・ラバティ(ドゥカティ)は3周目の9コーナーで転倒しリタイアに終わった。