Gara assurda in Moto3 al Mugello. Un gruppo di 23 piloti è arrivato a giocarsi la vittoria fino all'ultimo metro di gara prima della bandiera a scacchi ed a spuntarla è stato Andrea Migno del Team Sky VR46 che ha preceduto un altro italiano, Fabio Di Giannantonio, per completare una splendida doppietta italiana. Terzo Juanfran Guevara che sale sul podio per la prima volta nella sua carriera.
Alla partenza Di Giannantonio ha il miglior scatto superando subito McPhee e girando in testa alla prima curva con alle spalle Romano Fenati. Parte male, invece, Nicolò Bulega che scivola oltre la quindicesima posizione. Oltre ai due italiani si mette in mostra anche Martin ed un ottimo Suzuki che porta il Team Sic 58 nelle prime posizioni della gara, senza però riuscire a prenderne il comando. Dalla terza tornata Fenati prende il comando battagliando con Binder e Mir, mentre il Diggia si fa sfilare perdendo alcune posizioni. In questa situazione il pilota ascolano prova a scavare un solco tra sè e gli altri, ma il lungo rettilineo della pista toscana sfavorisce tentativi di questo tipo e, infatti, grazie al gioco delle scie tutti ritornano sotto e Fenati deve cedere la vetta della classifica ad Andrea Migno, autore di sorpassi fantastici.
Ad undici giri dalla fine c'è da segnalare la prima caduta, quella di Danilo che, a causa di un contatto alla curva 3, esce definitivamente di scena. A dieci dalla fine potrebbe succedere il patatrac: i portacolori italiani perdono tante posizioni con Diggia, Fenati e Migno che scendono rispettivamente in settima, ottava e nona posizione. La situazione però è solo momentanea perché il pilota romano del Team Gresini risale al secondo posto a sette giri dal termine. Da quel momento in poi, Di Giannantonio, non lascerà più le posizioni di vertice, mentre Fenati continua a scendere in classifica. Si arriva quindi all'ultimo giro con un gruppo compatto e la coppia italiana composta da Migno e Di Giannantonio in testa. Un errore di Guevara permette ai due italiani di creare un buco decisivo, Migno esce in testa dalla Bucine ma contro ogni pronostico riesce a tenere dietro il rivale italiano, vincendo così la sua prima gara nel Mondiale.