MotoGP第13戦サンマリノGP、MotoGPクラスは、イタリアのミサノ・ワールド・サーキット‐マルコ・シモンチェリで決勝レースを行ない、マルク・マルケス（ホンダ）が優勝した。
MotoGPクラスの決勝レースもウエットコンディションで争われた。好スタートを切ったのはホルヘ・ロレンソ（ドゥカティ）。ロレンソはスタート直後の2コーナーでトップに浮上。マルケスが2番手に続き、2周目には3番手のアンドレア・ドビジオーゾ（ドゥカティ）に1秒前後の差を開き、ロレンソとマルケスがトップ争いを展開する。
ロレンソは3周目にはマルケスとの差を1秒4に広げ、4周目にはその差を2秒以上とすると独走。6周目には4秒以上の差をつけてトップを独走する。
ところが、7周目の6コーナーでロレンソは転倒、リタイアに終わる。これで2番手を争っていたマルケス、ドビジオーゾを6周目に交わしていたダニロ・ペトルッチ（ドゥカティ）がトップに浮上。3人のトップ争いとなる。
中盤まで3人のトップ集団が形成されていたが、路面コンディションが徐々によくなり、20周を過ぎたあたりから、ペトルッチがファステストラップを記録すると、ドビジオーゾがトップ争いから遅れ始め、コンマ6秒前後の差がマルケスとの間に生まれる。
しかし、終盤に入るとマルケスもその差を再び縮め、テールtoノーズのトップ争いとなる。そして、ペトルッチの背後に迫ったマルケスが最終ラップの1コーナーでトップに浮上。マルケスはセクター1で自己ベストを更新、セクター2からセクター4でファステストを記録してペトルッチを突き放し、今シーズン4勝目をマークした。
レースの大半をリードしていたペトルッチは最終ラップで約1秒の差をつけられて2位でゴール。惜しくもグランプリ初優勝を逃したが、自己ベストタイの2位に入賞。今シーズン3回目となる表彰台を獲得した。
ドビジオーゾ（ドゥカティ）は終盤の20周目あたりからトップ争いから遅れ、単独3位でゴール。この結果、優勝したマルケスとドビジオーゾが同ポイントの199ポイントで並び、2位に3度入賞しているマルケスがランキングトップに浮上した。
4位にマーベリック・ビニャーレス（ヤマハ）が入賞、ビニャーレスはロレンソがリタイアした後、4番手をキープ。中盤にはジャック・ミラー（ホンダ）が背後に迫ったが、終盤には単独4番手をキープして、4位でチェッカーを受けた。ワイルドカード参戦のミケーレ・ピロ（ドゥカティ）が5位に続き、ミラーは終盤にピロの先行を許したものの、今シーズンベストタイの6位に入賞。
最終ラップまで続いたスコット・レディング（ドゥカティ）とアレックス・リンス（スズキ）の7番手争いは、レディングが7位でゴール、コンマ8秒差の8位にリンスが続き、リンスはMotoGPクラスベストリザルトを獲得。ジョナス・フォルガー（ヤマハ）は16周目以降、単独10番手で周回を重ねていたが、ヨハン・ザルコ（ヤマハ）の最終ラップでの転倒により9位でチェッカーを受けた。10位にブラドリー・スミス（KTM）が入賞、スミスはKTMで初のトップ10入り、今シーズンベストリザルトを獲得。
チームメイトのポル・エスパルガロ（KTM）が11位、アルバロ・バウティスタ（ドゥカティ）が12位に続いた。カル・クラッチロー（ホンダ）は6番手走行中の6周目の3コーナーで転倒、再スタートして13位に入賞。ダニ・ペドロサ（ホンダ）は序盤からペースが上がらず、上位の脱落もあり14位に入賞した。ザルコは最終ラップに7番手で入ったものの転倒、マシンを起こすと、押してゴールラインを越え、15位と1ポイントを獲得。序盤は8番手まで順位を上げたロリス・バズ（ドゥカティ）は、10周目の8コーナー、19周目の4コーナーと二度転倒したが、再スタートして16位でゴール。スタート直後の3コーナーで転倒を喫したカレル・アブラハム（ドゥカティ）も再スタートして17位でチェッカーを受けた。
ティト・ラバット（ホンダ）は20周目に6コーナーで転倒リタイア、アンドレア・イアンノーネ（スズキ）は17周を回ってピットに入りリタイアした。サム・ロウズ（アプリリア）は10番手走行中の16周目の4コーナーで転倒リタイア、アレイシ・エスパルガロ（アプリリア）は9番手走行中の14周目の14コーナーで転倒リタイア、エクトル・バルベラ（ドゥカティ）は12周目の最終コーナーで転倒リタイアに終わった。
