Pada lap ke-17, persaingan Lorenzo dan Iannone berakhir dengan kecelakaan. Lorenzo yang berada di depan, tertabrak Iannone ketika melewati tikungan 10.
Persaingan di depan antara Rossi dan Marquez semakin ketat. Pada awal lap ke-23, Marquez melakukan slipstream dan berhasil melewati Rossi.
Satu putaran Marquez bertahan di depan. Rossi akhirnya kembali ke posisi terdepan setelah melewati Marquez pada awal lap ke-24.
Rossi bertahan hingga finis dan meraih kemenangan pertama di Catalunya untuk kelas premier sejak 2009.
Marquez finis di urutan kedua, disusul Pedrosa di posisi ketiga. Vinales bertahan di posisi keempat hingga finis.
What a ride. What a race. Congratulations @ValeYellow46! #CatalanGP https://t.co/uIm1B4m9TP— MotoGP™ (@MotoGP) June 5, 2016