De tweede race op het Misano World Circuit Marco Simoncelli als gevolg van de gecancelde Grand Prix van Kazachstan ontspon zich opnieuw in een zeer spannend gevecht tussen het Lenovo Ducati fabrieksteam en de Prima Pramac Ducati van Jorge Martin, met dat verschil dat niet Bagnaia, maar teamgenoot Bastianini de strijd met de #89 was aangegaan.
Hoewel in de openingsfase de race voor Bagnaia heel voorspoedig leek te gaan. De winnaar van de Sprint nam na de start de leiding in de race, voor Martin en Bastianini, maar was ditmaal niet in staat om een gaatje te slaan en kwam steeds meer onder druk van de twee te staan. In de vierde ronde zag Martin zijn kans en ging Bagnaia voorbij, een ronde later gevolgd door Bastianini.
De twee op kop waren enorm aan elkaar gewaagd en namen afstand van de tweevoudig MotoGP wereldkampioen, die op zijn beurt echter het gat op de achter hem rijdende Marc Marquez langzaam maar zeker wist te vergroten. Na twintig ronden had Bagnaia op twee seconden van Martin nog steeds uitzicht op een overwinning en lag al bijna 5 seconden los op Marquez, toen hij een ronde later over het voorwiel onderuit gleed en daarmee minstens 16 belangrijke WK-punten verspeelde.
Martin leek de overwinning haast niet te kunnen ontstaan, maar dat was gerekend buiten Bastianini die in de allerlaatste ronde zijn kans schoon zag en met een zeer brutale inhaalactie Martin voorbij wist te gaan, die na de inhaalactie wijd moest gaan en over het asfalt van de Long Lap Penalty woest gebarend zijn race vervolgde.
“Het was een moeilijke inhaalmanoeuvre, maar als je de kans hebt om de race te winnen, dan moet je het doen”, gaf Bastianini toe. “Ja, het was op de limiet, maar het was de enige optie. Anders was het onmogelijk geweest voor mij, want hij was erg sterk.” Het was in meerdere opzichten een bijzonder moment voor Bastianini. In 2015 had hij in Misano zijn eerste overwinning in de Moto3 gerealiseerd en vandaag was het de 100e overwinning voor Ducati.
MotoGP Rimini, uitslag race:
| Rijder | Team | Merk | Uitslag | ||
| 1 | Enea Bastianini | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 27 ronden |
| 2 | Jorge Martin | ESP | Prima Pramac Racing | Ducati | +5.002 |
| 3 | Marc Marquez | ESP | Gresini Racing MotoGP | Ducati | +7.848 |
| 4 | Marco Bezzecchi | ITA | Pertima Enduro VR46 Racing Team | Ducati | +9.200 |
| 5 | Franco Morbidelli | ITA | Prima Pramac Racing | Ducati | +13.601 |
| 6 | Maverick Viñales | ESP | Aprilia Racing | Aprilia | +15.484 |
| 7 | Fabio Quartararo | FRA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | +20.922 |
| 8 | Aleix Espargaro | ESP | Aprilia Racing | Aprilia | +22.795 |
| 9 | Alex Marquez | ESP | Gresini Racing MotoGP | Ducati | +27.704 |
| 10 | Miguel Oliveira | POR | Trackhouse Racing | Aprilia | +31.891 |
| 11 | Joan Mir | ESP | Repsol Honda Team | Honda | +33.062 |
| 12 | Luca Marini | ITA | Repsol Honda Team | Honda | +35.411 |
| 13 | Raul Fernandez | ESP | Trackhouse Racing | Aprilia | +36.335 |
| 14 | Fabio Di Giannantonio | ITA | Pertima Enduro VR46 Racing Team | Ducati | +37.395 |
| 15 | Johann Zarco | FRA | LCR Honda Castrol | Honda | +38.909 |
| 16 | Jack Miller | AUS | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | +40.454 |
| 17 | Takaaki Nakagami | JPN | LCR Honda IDEMITSU | Honda | +46.394 |
| 18 | Augusto Fernandez | ESP | RED BULL GASGAS TECH3 | KTM | +47.755 |
| 19 | Brad Binder | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | +1'25.918 |
| DNF | |||||
| Pecco Bagnaia | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | +7 ronden | |
| Pedro Acosta | ESP | RED BULL GASGAS TECH3 | KTM | +19 ronden |
Tussenstand:
| Rijder | Team | Merk | Punten | ||
| 1 | Jorge Martin | ESP | Prima Pramac Racing | Ducati | 341 |
| 2 | Pecco Bagnaia | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 317 |
| 3 | Enea Bastianini | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 282 |
| 4 | Marc Marquez | ESP | Gresini Racing MotoGP | Ducati | 281 |
| 5 | Brad Binder | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 165 |