Dovizioso, yang mengamankan juara kelima musim ini, menjadi yang tercepat di GP Jepang dengan catatan waktu 47 menit 14,236 detik setelah menyalip Marquez di tikungan terakhir dalam sirkuit yang basah karena hujan deras.
Hasil ini membuat penentuan gelar juara MotoGP semakin seru karena pemimpin klasemen Marquez hanya terpaut 11 poin dari Dovizioso, yang menempati posisi kedua, mengumpulkan 233 poin dengan tiga balapan tersisa yaitu di Philip Island Australia, Sepang Malaysia, dan Ricardo Tommo Valencia.
Pebalap Pramac Racing, Danilo Petruci, menyusul kedua calon juara itu di posisi ketiga dengan selisih waktu 10,5 detik dari Dovizioso.
Sedangkan dua pebalap Suzuki, Iannone dan Alex Rins, menguntit di posisi empat dan lima terpaut 18,8 detik dan 22,9 detik dari Dovizioso.
Nasib sial harus dialami Valentino Rossi, yang terjatuh saat balapan memasuki tikungan ke delapan. Itu membuat pebalap senior Yamaha tersebut tertahan di peringkat lima klasemen dengan 168 poin, jauh tertinggal dari Marquez 244 poin.
Pada awal balapan, Marquez memimpin dari barisan depan diikuti Jorge Lorenzo dari Ducati yang mengambil posisi kedua kemudian mengambil alih posisi terdepan.
Marquez, yang diikuti Petrucci dan Dovizioso, kemudian mendahului Lorenzo. Setelah itu Marquez, Petrucci dan Dovizioso bertarung sengit hingga balapan tersisa tiga putaran.
Menjelang balapan usai, Dovizioso yang terus menekan Marquez dari belakang menemukan sebuah celah untuk mendahului pada tikungan 8.
Dovizioso kemudian memimpin balapan dengan selisih setengah detik dari Marquez dan mengamankan posisinya hingga melintasi garis finish menurut siaran laman MotoGP.
Hasil balap MotoGP Jepang:
| Pos | Pebalap | Negara | Tim | Waktu |
| 1 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Ducati Team | 47'14.236 |
| 2 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | 0.249 |
| 3 | Danilo PETRUCCI | ITA | OCTO Pramac Racing | 10.557 |
| 4 | Andrea IANNONE | ITA | Team SUZUKI ECSTAR | 18.845 |
| 5 | Alex RINS | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | 22.982 |
| 6 | Jorge LORENZO | SPA | Ducati Team | 24.464 |
| 7 | Aleix ESPARGARO | SPA | Aprilia Racing | 28.01 |
| 8 | Johann ZARCO | FRA | Monster Yamaha Tech 3 | 29.475 |
| 9 | Maverick VIÑALES | SPA | Movistar Yamaha | 36.575 |
| 10 | Loris BAZ | FRA | Reale Avintia Racing | 48.506 |
| 11 | Pol ESPARGARO | SPA | Red Bull KTM | 56.357 |
| 12 | Katsuyuki NAKASUGA | JPN | Yamalube Yamaha | +1'00.181 |
| 13 | Sam LOWES | GBR | Aprilia Racing | +1'00.980 |
| 14 | Hector BARBERA | SPA | Reale Avintia Racing | +1'03.118 |
| 15 | Tito RABAT | SPA | EG 0,0 Marc VDS | +1'03.514 |
| 16 | Scott REDDING | GBR | OCTO Pramac Racing | +1'04.162 |
| 17 | Bradley SMITH | GBR | Red Bull KTM | +1'06.271 |
| 18 | Hiroshi AOYAMA | JPN | EG 0,0 Marc VDS | +1'13.250 |
| Not Classified | ||||
| 19 | Alvaro BAUTISTA | SPA | Pull&Bear Aspar | 3 Laps |
| 26 | Dani PEDROSA | SPA | Repsol Honda Team | 4 Laps |
| 17 | Karel ABRAHAM | CZE | Pull&Bear Aspar | 5 Laps |
| 35 | Cal CRUTCHLOW | GBR | LCR Honda | 10 Laps |
| 46 | Valentino ROSSI | ITA | Movistar Yamaha | 19 Laps |
