El subcampeón del mundo, el italiano Valentino Rossi, acabó en cuarta posición por delante del español Maverick Viñales, al que la gran carrera de Lorenzo dejó sin opciones de alcanzar el tercer puesto del Mundial.
Lorenzo, que se despide de Yamaha con esta victoria, la 65ª de su carrera, antes de correr la próxima temporada con Ducati, dominó la carrera desde su salida en 'pole' hasta la entrada en meta.
El español volvió a marcar un nuevo récord de la pista en la quinta vuelta con un tiempo de 1:31.171.
Márquez, que llegaba a Cheste con el Mundial en el bolsillo, tuvo una mala salida en la que acabó cayendo del segundo puesto de la parrilla a la sexta posición, pero en apenas cinco vueltas logró situarse en cuarta posición, por detrás de Iannone y Valentino Rossi, en guerra por el segundo puesto.
Los dos italianos protagonizaron un duelo con continuos adelantamientos, hasta que a falta de doce vueltas para el final, Márquez relegó a Rossi a la cuarta posición y le sustituyó en la guerra con Iannone por el segundo puesto.
El campeón del mundo español acabó superando a Iannone y se lanzó a por Lorenzo, al que fue rebañando tiempo hasta entrar a un segundo del ganador.
