イギリスGPに続いて連戦となったサンマリノGP。ここ数戦、コンディションやマシンセットアップの問題で本来の走りができずにいたホルヘ・ロレンソ（モビスター・ヤマハ）がフランスGP以来となるポールポジションを獲得。バレンティーノ・ロッシ（モビスター・ヤマハ）が2番手に続き、ヤマハが予選ワンツーを獲得した。
前戦のウイナー、マーベリック・ビニャーレス（スズキ）が3番手に続き、マルク・マルケス（レプソル・ホンダ）はフリー走行総合トップでQ2に臨んだが、アタックのタイミングが合わず5番手に終わった。
初日のフリー走行1回目ではアンドレア・イアンノーネ（ドゥカティ）が転倒、胸椎にヒビが入り、今レースを欠場することになった。
決勝レースは好天に恵まれ、ロレンソがレースをリードするが、2周目にロッシがやや強引にロレンソのインをついてトップに浮上すると、ファステストを更新しながらリードを広げていく。
ロレンソもロッシを追ったものの、マルケスに背後に迫られてしまう。さらに後方からファステストを更新して追い上げてきたのがダニ・ペドロサ（レプソル・ホンダ）。ペドロサはマルケス、ロレンソを交わして2番手に浮上すると、終盤にはロッシに追いつき、残り7周でロッシを交わしてトップに立つと、そのまま逃げ切って今シーズン初優勝を達成した。
ロッシも食い下がったものの、差が広がると2位キープに切り替え、そのまま2位でチェッカーを受けた。ロレンソは3位でゴール。マルケスは終盤にフロントタイヤの消耗に苦戦し4位でチェッカーを受けた。
これでサマーブレイク明けの4戦で4人のウイナーが誕生。第6戦イタリアGPから8戦連続勝者が異なる混戦となった。
チャンピオン争いでは2戦連続で表彰台を逃したもののマルケスがランキングトップをキープ、ロッシが43ポイント差のランキング2位、ロレンソがロッシから18ポイント差のランキング3位。優勝したペドロサはランキング4位に返り咲いた。
