Nadat Jorge Martín zaterdag zijn voorsprong in het kampioenschap verder uitbreidde met een overwinning in de sprintrace, resteerde voor de MotoGP-rijders alleen nog de Grand Prix van San Marino. Francesco Bagnaia mocht voor eigen publiek in Misano plaatsnemen op pole-position, met VR46 Academy-collega's Franco Morbidelli en Marco Bezzecchi naast hem op de eerste rij. Martín moest vanaf de tweede rij beginnen aan de race over 27 ronden, die zonder de zieke Honda-rijders Luca Marini en Joan Mir op voorhand zeer interessant beloofde te worden. Niet alleen door de strijd op de baan, maar ook doordat het voor de start al lichtjes begon met regenen.
Bij het begin van de formatieronde werd de witte vlag al gezwaaid, waarmee wordt aangegeven dat rijders naar de pits mogen komen om naar een motorfiets met regenbanden te wisselen. Niemand maakte echter van die gelegenheid gebruik, waardoor alle 22 rijders op de grid plaatsnamen voor de start. In tegenstelling tot de sprintrace slaagde Bagnaia er nu wel in om zijn pole om te zetten in kopstart, voor Morbidelli en Martín. De Spanjaard zette zijn Pramac Ducati in de vierde bocht al voorbij die van zijn teamgenoot voor de tweede plek, waarna hij jacht maakte op de regerend wereldkampioen. Pedro Acosta schoof op naar de vierde plek, voor Brad Binder, Enea Bastianini en Marc Márquez. Bezzecchi kende wederom geen goede start en viel terug naar de negende plek.
Vooraan zette Martín de druk er vol op bij Bagnaia om in de tweede ronde in bocht 2 een inhaalpoging te doen. Die moest hij echter afbreken om een crash te voorkomen, al was er wel sprake van contact tussen de twee titelrivalen. Twee bochten later was er ook contact tussen Morbidelli en Acosta, waar laatstgenoemde een winglet door verloor. Twee ronden later ging het helemaal mis voor de GasGas Tech3-rijder, die wijd ging in bocht 13 en vervolgens in bocht 14 onderuit gleed. Het leverde Binder de vierde plek op, maar hij zou nog geen halve ronde later weer ingehaald worden door Enea Bastianini.
De regen intensiveerde vervolgens even en dat had in de zevende ronde de nodige gevolgen. Eerst crashte Morbidelli vanuit derde positie, waarna Bagnaia en Martín het tempo behoorlijk verlaagden en er een grote kopgroep ontstond. Aan het einde van de ronde besloot Martín om de gok te wagen en naar zijn motorfiets met regenbanden te wisselen, een voorbeeld dat door Aleix Espargaró, Maverick Viñales, Raúl Fernández en Álex Rins werd gevolgd. Vrijwel gelijktijdig stopte het echter weer met regenen, waardoor de beslissing rampzalig uitpakte. Twee ronden later keerde het gezelschap op regenbanden weer terug in de pits op terug te grijpen op de slicks, om vervolgens met een ronde achterstand de weg te vervolgen.
Vooraan had Marc Márquez in alle chaos de koppositie overgenomen van Bagnaia, terwijl Jack Miller even opschoof naar de derde stek. Naarmate het circuit echter verder opdroogde en het tempo weer opgevoerd werd, zakten de Australiër en teamgenoot Brad Binder weer wat terug. Eerst kwam Bastianini aan ze voorbij, een voorbeeld dat in de vijftiende ronde werd gevolgd door Álex Márquez. De KTM-rijders kregen vervolgens bezoek van Bezzecchi en Fabio Quartararo, die in de regenachtige omstandigheden als nummer acht ook de aansluiting had gevonden bij de kopgroep.
De situatie vooraan settelde zich intussen met Márquez aan kop, op een halve seconde gevolgd door Bagnaia en op twee seconden gevolgd door Bastianini. Na twintig ronden racen zakte Bastianini echter wat terug, terwijl Márquez juist versnelde en met een nieuw ronderecord zijn voorsprong naar een seconde tilde. Martín kreeg in deze fase van de race bezoek van Viñales, met wie hij in de laatste fase om de vijftiende plek en het laatste puntje mocht strijden. Zij reden achter het groepje dat om de vierde positie streed. Met nog vijf ronden voor de boeg wist Binder de vierde plek weer over te nemen van Álex Márquez, nadat Miller juist aan de kant was gezet door Bezzecchi in het duel om de vierde positie.
Aan het front bleef Márquez verder en verder weglopen om na 27 ronden als winnaar afgevlagd te worden in Misano. Op ruim drie seconden werd Bagnaia voor eigen publiek tweede, waarna Bastianini het podium completeerde. Binder volgde op ruime achterstand als vierde, terwijl Bezzecchi uiteindelijk nog afrekende met Álex Márquez in gevecht om de vijfde plek. Quartararo stak Miller in de slotfase nog voorbij voor de zevende plaats, met Fabio di Giannantonio en Pol Espargaró op de negende en tiende positie. Miguel Oliveira werd elfde, voor Honda-trio Johann Zarco, Takaaki Nakagami en Stefan Bradl. Het laatste puntje in Misano ging - ondanks het rondje achterstand - naar Martín, die nipt afrekende met Viñales.
Komend weekend krijgt de MotoGP rust, om een week later weer in actie te komen in Misano. Dan staat de Grand Prix van Emilia-Romagna op het programma.
41'47.082
+4.789
41'51.871
+14.904
42'01.986
+16.459
42'03.541
+18.776
42'05.858
+20.549
42'07.631
+24.759
42'11.841
+37.159
42'24.241
+39.420
42'26.502
+40.602
42'27.684
+41.782
42'28.864
+42.083
42'29.165
+43.264
42'30.346
+49.735
42'36.817
+55.966
42'43.048
+1'13.322
43'00.404
+1'52.386
43'39.468
+6 Laps
31'00.670
+6 Laps
31'00.821
+13 Laps
18'58.621
+18 Laps
9'18.385
23 laps
Source: Motorsport