MotoGP第9戦カタルーニャGPの決勝レースがスペインのカタロニア・サーキットで行われ、MotoGPクラスはファビオ・クアルタラロ（ペトロナス・ヤマハSRT）が優勝。2020年シーズン3勝目を挙げて、チャンピオンシップのランキングトップに立った。また、2位と3位にはチーム・スズキ・エクスターのふたりが入り、2015年にMotoGPクラス復帰してから初めて、スズキとしてはふたりそろっての表彰台獲得となった。
MotoGPクラスの決勝レースは気温17度、路面温度20度と、今週末の同じ時間帯と比べても低めのコンディションとなった。
好スタートを切ったのはフランコ・モルビデリ（ペトロナス・ヤマハSRT）で、ホールショットを奪い、さらに同じく好スタートを切ったジャック・ミラー（プラマック・レーシング）が2番手で1コーナーに飛び込む。
この2コーナーで、後方ではクラッシュが発生。チャンピオンシップのランキングトップ、アンドレア・ドヴィツィオーゾ（ドゥカティ・チーム）とヨハン・ザルコ（エスポンソラーマ・レーシング）が転倒を喫した。
1コーナーから2コーナーに左に切り返したとき、ザルコのフロントが切れ込んでスリップダウン。そのアウト側にいたドヴィツィオーゾをアウト側に押し出す形でのクラッシュとなった。ふたりはここでリタイア。チャンピオンシップリーダーのドヴィツィオーゾがまさかのノーポイントとなった。
1周目の10コーナーではミラーがラインを外し、後退。オープニングラップを、トップがモルビデリ、2番手がロッシ、3番手がクアルタラロで終える。トップ3をヤマハライダーが占める一方、前戦ウイナーであり、5番グリッドからスタートしたマーベリック・ビニャーレス（モンスターエナジー・ヤマハMotoGP）はスタートで大きくポジションダウンし、16番手。
序盤はモルビデリがレースをリード。2番手のロッシ、3番手のクアルタラロ、4番手のミラー、5番手のジョアン・ミル（チーム・スズキ・エクスター）までほぼ等間隔。しかし5周目、少しずつ差を詰めたクアルタラロがメインストレートでロッシの前に出ると、1コーナーでロッシのインに入り、オーバーテイク。クアルタラロが2番手に浮上した。
2番手に浮上したクアルタラロは、トップのモルビデリを追う。9周目、クアルタラロがメインストレートでモルビデリの前に出ると、1コーナーでオーバーテイク。ロッシと同じ場所でモルビデリを交わすと、ついにクアルタラロがトップに立った。クアルタラロはこの周、ファステストラップを記録。しかし依然として、クアルタラロ、モルビデリ、ロッシ、さらに4番手のミラーまでの差は1秒以内という状況。
13周目、7番手を走っていたポル・エスパルガロ（レッドブル・KTM・ファクトリーレーシング）が1コーナーでフロントを切れ込ませて転倒。エスパルガロ弟はここでリタイアとなった。
さらに15周目、モルビデリが1コーナーのブレーキング中にリヤの挙動を大きく乱し、ラインを外す。ロッシがこのタイミングでモルビデリを交わし、2番手に浮上。モルビデリは3番手に後退した。2番手に浮上したロッシだったが、ポジションを上げた翌周の2コーナーでスリップダウン。表彰台圏内を走行していたものの、ここでリタイアとなった。
