Keine zehn Runden hat es in Mugello gebraucht, bevor auch dem letzten der 96.252 Zuschauer klar war, wer das MotoGP-Rennen gewinnen wird. Denn dann war Valentino Rossi seinen Konkurrenten davongezogen und verabschiedete sich langsam in die Distanz und Richtung Sieg - seinem siebten in Mugello in sieben Jahren und seinem dritten Saisonsieg in Folge. Wie üblich hatte sich der Italiener ein wenig Zeit gelassen, bis er für die Entscheidung sorgte, denn sein Start war wieder einmal nicht ideal, womit er ein wenig Arbeit hatte. Doch bald war er an Nicky Hayden, Loris Capirossi, Dani Pedrosa und Casey Stoner vorbei und es stand ihm nichts mehr im Wege. Die Fans feierten ihr Idol bereits vor dem Zieleinlauf und freuten sich auch über einen Tag der dank Simone Corsi in der 125er-Klasse und Marco Simoncelli in der 250er-Klasse nur italienische Siege gebracht hatte.

War die Fahrt zum Sieg nicht besonders spannend, so wurde dahinter fleißig gekämpft. Stoner und Pedrosa beharkten sich beinahe das ganze Rennen und tauschten die Plätze, als führen sie in einem 125er-Rennen. Am Ende hatte dann sehr zur Freude der Ducatisti an der Strecke der Weltmeister die Nase vorne und verdrängte Pedrosa auf Position drei. Eines der stärksten Rennen zeigte aber Alex de Angelis, der nach einem verpatzten Start als Letzter in die erste Kurve einbog und dann zeigte, dass seine Bestzeit im Warm-up nicht nur Zufall gewesen war. Der Fahrer aus San Marino fuhr schnelle Rundenzeiten und arbeitete sich durch beinahe das ganze Feld noch auf Position vier nach vorne.

Ein wenig Hilfe hatte de Angelis aber auch, denn ein paar Ausfälle lichteten das Feld ein wenig. Marco Melandri und Randy de Puniet verabschiedeten sich in Runde fünf gemeinsam ins Kiesbett, wobei Melandri besonders frustriert war, da es für ihn im Rennen wieder einmal besser zu laufen schien. Eine Runde später verabschiedeten sich John Hopkins und Jorge Lorenzo aus dem Rennen. Lorenzo hatte einen recht wilden Sturz, als er versuchte, zu überholen. Doch der Spanier stand gleich wieder und schien sich die Knöchel nicht weiter verletzt zu haben. Aber auch ohne Lorenzo durfte Yamaha wieder ein gutes Ergebnis feiern. Denn neben Rossis Sieg kamen die Tech 3 Yamahas auf den Positionen fünf und sechs ins Ziel. Im teaminternen Duell hatte sich Colin Edwards gegen James Toseland durchgesetzt.

Dahinter erarbeitete sich Loris Capirossi Rang sieben. Für den Italiener hatte es sogar lange danach ausgesehen, als ob er auf Platz vier würde fahren können, am Ende reichte es aber doch nur für Rang sieben, knapp vor Andrea Dovizioso und Shinya Nakano. Hinter Chris Vermeulen konnten die D'Antin-Fahrer ein einigermaßen versöhnliches Ergebnis mitnehmen und kamen auf die Positionen elf und zwölf. Nicky Hayden erlebte keinen guten Tag, obwohl er am Anfang recht schnell war. Er schien ein Problem mit seiner Maschine zu haben und verlor in den letzten Runden viel Zeit. Hinter ihm kamen nur noch Tady Okada und Anthony West ins Ziel, die sich das ganze Rennen um den vorletzten Platz gestritten hatten.

In der Weltmeisterschaft hat Rossi seine Führung mit dem Sieg weiter ausgebaut. Er hält nun bei 122 Punkten und liegt damit zwölf Zähler vor Dani Pedrosa. Für Lorenzo war der Ausfall in Mugello ein Rückschlag. Er hat viel Boden eingebüßt und liegt nun 28 Punkte hinter seinem Teamkollegen. Stoners Rückstand beträgt nach sechs Rennen 46 Zähler.