Start bagus dilakukan Maverick Vinales yang melesat ke depan. Ketika memasuki Tikungan 1, Jorge Lorenzo dan Marc Marquez hampir bersenggolan, membuat Vinales mampu menyalip kedua pembalap.

Marquez mengambil alih posisi terdepan dari Vinales pada Lap 2, dan terus memimpin hingga satu lap berikutnya. Tapi sebuah kesalahan dilakukan Marquez di Tikungan 7 pada Lap 3. Posisinya lalu melorot turun di posisi kelima, di belakang Andrea Dovizioso, sementara Vinales giliran memimpin jalannya balapan.

Tiga lap berikutnya, Rossi menyalip Lorenzo untuk posisi kedua. Pada saat yang sama, Marquez menyalip Andrea Dovizioso dan naik ke posisi keempat. Tak ada perubahan posisi, sebelum kemudian Rossi merebut posisi pertama dari Vinales pada Lap 10.

Vinales kembali kehilangan posisinya ketika melebar di Tikungan 1, yang membuat Marquez naik ke posisi kedua. Vinales turun di posisi ketiga dengan Lorenzo menguntit ketat di belakangnya.   

Lap 11 terjadi duel seru Rossi versus Marquez untuk memperebutkan posisi pertama. Marquez mulai memangkas jarak dan mendekati The Doctor. Adapun, Lorenzo mengancam Vinales untuk posisi ketiga.

Namun, duel yang diharapkan berjalan lama diselesaikan Marquez ketika menyalip Rossi satu lap berikutnya. Usai mengambil alih posisi terdepan, Marquez pun mulai memacu kencang motornya dan menjauh dari kejaran Rossi.

Memasuki Lap 17, Lorenzo telah berhasil naik ke posisi ketiga dan mulai mengincar posisi kedua yang ditempati Rossi. Setelah berada di belakang Rossi selama lima lap, Lorenzo menyalip rekan setimnya itu dan naik ke posisi kedua.

Kendati demikian, Rossi tak menyerah begitu saja. Ia tetap berusaha menjaga jarak dengan Lorenzo. Sayangnya, The Doctor membuat kesalahan pada dua lap terakhir. Ia melebar di Tikungan 12. Rossi mampu kembali ke trek, tapi ia telah berjarak jauh di belakang Lorenzo.

Marquez akhirnya tak terbendung untuk memenangi balapan. Lorenzo finis kedua dan Rossi harus puas finis ketiga.

Ini merupakan kemenangan keempat Marquez pada 2016 – sebelumnya di Argentina, Austin dan Sachsenring – dan sekaligus yang pertama di Spanyol, sejak terakhir kali menjuarai balapan di Valencia musim 2014.

Di luar tiga besar, Vinales akhirnya finis keempat. Cal Crutchlow finis kelima dan berhasil mengungguli Dani Pedrosa. Aleix Espargaro finis ketujuh, diikuti adiknya, Pol Espargaro. Duo pembalap Aprilia meraih hasil apik dengan finis 10 besar: Alvaro Bautista dan Stefan Bradl. 

Scott Redding terjatuh di Tikungan 12, setelah disenggol oleh Danilo Petrucci, tapi mampu menyelesaikan balapan. Sedangkan, Tito Rabat tidak finish.

Kemenangan di Aragon juga menjadi sangat penting bagi Marquez, karena ia kini mengoleksi 248 poin di klasemen sementara – atau unggul 52 poin atas Rossi. 

MotoGP tinggal menyisakan empat ronde lagi: Motegi, Phillip Island, Sepang dan Valencia. 

Posisi	#	Pembalap	Motor	Waktu
1	93	Marc Marquez	Honda	41'57.678
2	99	Jorge Lorenzo	Yamaha	42'00.418
3	46	Valentino Rossi	Yamaha	42'03.661
4	25	Maverick Viñales	Suzuki	42'05.916
5	35	Cal Crutchlow	Honda	42'10.899
6	26	Dani Pedrosa	Honda	42'14.750
7	41	Aleix Espargaro	Suzuki	42'16.200
8	44	Pol Espargaro	Yamaha	42'17.110
9	19	Alvaro Bautista	Aprilia	42'20.749
10	6	Stefan Bradl	Aprilia	42'25.576
11	4	Andrea Dovizioso	Ducati	42'30.126
12	51	Michele Pirro	Ducati	42'32.711
13	8	Hector Barbera	Ducati	42'33.902
14	50	Eugene Laverty	Ducati	42'35.299
15	69	Nicky Hayden	Honda	42'38.187
16	68	Yonny Hernandez	Ducati	42'41.584
17	9	Danilo Petrucci	Ducati	42'54.418
18	76	Loris Baz	Ducati	42'57.359
19	45	Scott Redding	Ducati	43'31.804
DNF	53	Tito Rabat	Honda