Romano Fenati, con la sua livrea tricolore, vince il Gran Premio D'Italia e si porta a meno cinque punti da Jack Miller. Quest'ultimo durante l'ultimo giro è costretto a rialzare la moto e a rallentare per evitare un contatto con il posteriore di Oliveira, ma così facendo viene toccato da Alex Marquez ed Enea Bastianini e tutti e tre sono costretti ad abbandonare la gara. Fenati si trova a 99 punti contro i 104 punti dell'australiano. Il fotofinish consegna al pilota dello Sky Racing Team VR46  la terza vittoria stagionale, dopo quelle di Argentina e Spagna. Subito dietro di lui Alex Rins e Isaac Vinales, secondo e terzo per 8 e 10 millesimi. Quarto Oliveira a un decimo e 21 millesimi, Quinto Ajo a +0.260, sesto Masbou e settimo Tonucci. Poi, staccati di cinque secondi, tutti gli altri: Guevara ottavo, Binder nono, Karel Hanika decimo. Punti anche per Khairuddin, Vazquez, Oettl, Ferrari e Kent.  Giornata storta per Niccolò Antonelli, caduto ancora dopo aver tamponato in frenata Jakub Kornfeil, e per Francesco Bagnaia, ritiratosi dopo aver fatto spegnere la sua KTM. 

Interviste:

Fenati: "La scena più bella è Valentino che si è inginocchiato a me. I ragazzi hanno fatto un grande lavoro tra venerdi e sabato. E' stata una gara combattuta e bellissima. Ottimo Week-end".
Rins: "Sapevo che se fossi stato primo all'ultima curva, forse non avrei vinto. Romano ha frenato molto presto quindi mi son trovato davanti. Sono un pò deluso dal risultato, ma ci rivedremo a Barcellona".

Vinales: "Una gara molto dura, abbiamo spinto davvero tutti. Si passava da primo a settimo senza problemi. Sono stato intelligente ad uscirne bene. Ha vinto Romano ma va bene cosi".

Pos. Punti Num. Pilota Nazione Team Moto Km/h Data e ora/Distanza
1 25 5 Romano FENATI ITA SKY Racing Team VR46 KTM 158.2 39'46.256
2 20 32 Isaac VIÑALES SPA Calvo Team KTM 158.2 +0.010
3 16 42 Alex RINS SPA Estrella Galicia 0,0 Honda 158.2 +0.011
4 13 44 Miguel OLIVEIRA POR Mahindra Racing Mahindra 158.2 +0.121
5 11 31 Niklas AJO FIN Avant Tecno Husqvarna Ajo Husqvarna 158.2 +0.260
6 10 10 Alexis MASBOU FRA Ongetta-Rivacold Honda 158.2 +0.359
7 9 19 Alessandro TONUCCI ITA CIP Mahindra 158.2 +0.597
8 8 58 Juanfran GUEVARA SPA Mapfre Aspar Team Moto3 Kalex KTM 157.9 +5.230
9 7 41 Brad BINDER RSA Ambrogio Racing Mahindra 157.9 +5.353
10 6 98 Karel HANIKA CZE Red Bull KTM Ajo KTM 157.8 +5.395
11 5 63 Zulfahmi KHAIRUDDIN MAL Ongetta-AirAsia Honda 157.0 +18.618
12 4 7 Efren VAZQUEZ SPA SaxoPrint-RTG Honda 156.5 +25.338
13 3 65 Philipp OETTL GER Interwetten Paddock Moto3 Kalex KTM 156.5 +25.711
14 2 3 Matteo FERRARI ITA San Carlo Team Italia Mahindra 156.5 +25.796
15 1 52 Danny KENT GBR Red Bull Husqvarna Ajo Husqvarna 156.5 +25.904
16 43 Luca GRÜNWALD GER Kiefer Racing Kalex KTM 156.5 +26.005
17 61 Arthur SISSIS AUS Mahindra Racing Mahindra 156.4 +27.099
18 55 Andrea LOCATELLI ITA San Carlo Team Italia Mahindra 156.4 +27.309
19 11 Livio LOI BEL Marc VDS Racing Team Kalex KTM 155.7 +38.450
20 22 Ana CARRASCO SPA RW Racing GP Kalex KTM 155.7 +38.516
21 51 Bryan SCHOUTEN NED CIP Mahindra 155.7 +38.584
22 95 Jules DANILO FRA Ambrogio Racing Mahindra 155.7 +39.005
23 57 Eric GRANADO BRA Calvo Team KTM 155.7 +39.082
24 16 Simone MAZZOLA ITA MT Racing Honda FTR Honda 155.6 +40.531
25 69 Anthony GROPPI ITA Pos Corse FTR Honda 155.3 +44.742
26 4 Gabriel RAMOS VEN Kiefer Racing Kalex KTM 153.8 +1'09.125
Non classificato
12 Alex MARQUEZ SPA Estrella Galicia 0,0 Honda 158.2 1 Giro
8 Jack MILLER AUS Red Bull KTM Ajo KTM 158.2 1 Giro
33 Enea BASTIANINI ITA Junior Team GO&FUN Moto3 KTM 158.2 1 Giro
9 Scott DEROUE NED RW Racing GP Kalex KTM 156.4 1 Giro
84 Jakub KORNFEIL CZE Calvo Team KTM 155.3 6 Giri
21 Francesco BAGNAIA ITA SKY Racing Team VR46 KTM 157.8 11 Giri
17 John MCPHEE GBR SaxoPrint-RTG Honda 157.5 14 Giri
23 Niccolò ANTONELLI ITA Junior Team GO&FUN Moto3 KTM 156.5 16 Giri
38 Hafiq AZMI MAL SIC-AJO KTM 152.4 18 Giri