Francesco Bagnaia concede il bis e dopo l'esordio trionfale in Qatar doma Alex Marquez e sigla una grandissima vittoria sull'insidioso circuito del CoTA, dopo esser partito dalla quarta posizione. Nulla può Alex Marquez, partito dalla pole ma incapace di reggere ai colpi del piemontese, che nel finale lo stacca e transita al traguardo con due secondi di vantaggio. Chiude sul podio, dopo una gara indemoniata, Miguel Oliveira, che porta sul podio la KTM, fino ad ora in difficoltà e in ripresa in questo round americano, dove si inventa una super-gara, dove per poco non riesce a mettersi dietro anche il poleman della Estrella Galicia.

Marquez si schiera davanti a tutti affiancato da Lowes e Pasini, unico a non partire con gomme morbide. In partenza lo spagnolo tiene la prima posizione e scappa via, Pasini guadagna una posizione così come Bagnaia. Parte male invece Lowes, viene superato da Pasini, Bagnaia e Vierge e per rispondere all'attacco dell'avversario va larghissimo, cade e spegne anzitempo le sue speranze di vittoria. Bagnaia supera Pasini e piazza un gran giro recuperando 6 decimi a Marquez e tornando a meno di un secondo di distacco, stessa cosa fa Vierge che si prende la terza piazza approfittando della mescola più dura utilizzata dall'italiano. 

Pasini gira un secondo più lento di Marquez e viene inghiottito dal gruppone alle sue spalle: non può nulla sull'attacco di Schrotter e deve cedere - dopo un giro di battaglia - anche ad un combattivo Oliveira. Il tedesco perde il controllo della moto in una situazione di relativa tranquillità e regala di nuovo una posizione al paso, mentre davanti Bagnaia piazza due giri da mezzo decimo in meno di Marquez e torna nella scia dello spagnolo: ai -9 iniziano gli attacchi con i primi botta e risposta, ma la testa della corsa rimane invariata.

Dietro intanto Oliveira ha superato e poi seminato Vierge, mentre Pasini continua a perdere posizioni e ai -7 è ottavo. Un giro dopo Bagnaia prende la scia di Marquez e se ne va all'interno, ma poi sul serpentone del primo settore lo spagnolo si riprende la testa. Il torinese però tira una staccatona prima del rettilineo centrale, dove poi ricede la posizione e alla curva successiva se la riprende tornando in testa.

Scoppia quindi relativamente presto la bagarre, ma Bagnaia in curva appare nettamente più in palla e risponde colpo sul colpo agli attacchi di Alex. Dietro intanto Mir recupera posizioni su posizioni dopo una bruttissima partenza, mentre Vierge rovina la sua gara con una caduta a 4 giri dal termine. Davanti il 73 continua a soffrire in staccata, il gap aumenta e quando mancano solo due giri Bagnaia ha oltre un secondo di vantaggio sull'avversario: si avvicina a Marquez anche Oliveira,  che recupera circa 4 decimi al giro portandosi dietro anche un grandissimo Mir.

All'ultimo giro il vantaggio di Bagnaia su Marquez è di 1.7, con lo spagnolo che ormai pensa solo a difendersi dallo scatenato Oliveira che è ha meno di un secondo di ritardo. Pasini tiene la settima posizione mentre Baldassarri è risalito fino alla decima. Non c'è più storia per la vittoria: Bagnaia vince e si prende la testa del mondiale davanti a Marquez che ha tenuto la posizione su Oliveira. Quarto Mir in rimonta, poi un sorprendente Iker Lecuona davanti a Binder. Soltanto settimo Pasini, la cui strategia non ha funzionato, poi Navarro, Aegerter e Baldassarri a chiudere la top 10.