Dani Pedrosa (Honda RC 212 V) logró para España el podio número cuatrocientos de su historia, en una carrera de MotoGP que resultó mucho más accidentada de lo que nadie podía esperar. El líder del campeonato del mundo, el australiano Casey Stoner, que había sido el más rápido ya desde los entrenamientos, dio la impresión de salir dispuesto a sentenciar lo más rápidamente posible un triunfo que le acercase a su segundo título mundial, pero un error casi al principio de la misma le entregó en bandeja la victoria a Pedrosa.
El español, que ya había ganado en las categorías de 125 c.c. y 250 c.c., se convirtió así en el primer piloto que gana en todas las categorías en Motegi y lo hizo con autoridad y suficiencia, puesto que si bien tras el error de Stoner llevaba a Jorge Lorenzo (Yamaha YZR M 1) muy cerca, a ritmo de vuelta rápida se fue escapando de él para consolidar su triunfo.
La segunda plaza de Lorenzo fue casi como una victoria pues, tal y como se habían desarrollado los entrenamientos, se pudo constatar que la superioridad de las Honda en esta pista era abrumadora y meterse en medio de todas ellas resultó un auténtico "empujón" para las aspiraciones del español de defender hasta el final su título mundial de 2010.
El italiano Valentino Rossi (Ducati Desmosedici) se tocó con Lorenzo al poco de la salida y se fue por los suelos, sacando de la pista al estadounidense Ben Spies y abriendo una sucesión de acontecimientos que mermaron considerablemente el número de participantes que acabaron la prueba nipona, pues se acabaron cayendo los españoles Toni Elías (Honda RC 212 V), Álvaro Bautista (Suzuki GSV RR), Héctor Barberá (Ducati Desmosedici), el único que tuvo que ser evacuado al hospital de Utsonomiya, y el australiano Damian Cudlin (Ducati Desmosedici).
En Moto2 ganó el italiano Andrea Iannone (Suter), quien pudo doblegar al español Marc Márquez (Suter), pero el campeón del mundo de 125 c.c. en 2010 ya es el nuevo líder de la clasificación provisional del mundial merced a la cuarta plaza conseguida por el alemán Stefan Bradl (Kalex). Iannone sorprendió al líder de entrenamientos Marc Márquez, aunque por muy poco en la apurada de frenada de final de recta y así estuvieron hasta el séptimo giro, cuando el español decidió pasar al ataque y superó a Iannone, aunque el italiano no cedió en su empeño y le "metió" la moto al español en más de una ocasión hasta que consiguió superarlo.
Iannone fue ganando terreno a sus rivales hasta hacerse con la victoria por delante de Márquez y el suizo Thomas Luthi (Suter), con el alemán Bradl relegado a la cuarta posición. En los 125 c.c. llegó al final la primera victoria del francés Johann Zarco (Derbi), a pesar de los esfuerzos de Nicolás Terol (Aprilia) para que no fuese así.
Terol fue líder durante buena parte de la carrera, pero el francés le superó mediado el ecuador de la misma y tiró para intentar marcharse, lo que no consiguió hasta que el español cometió un error que le hizo perder terreno y ceder la victoria al francés para no cometer errores.
La nota negativa la protagonizó el español Maverick Viñales, que había sido cuarto de entrenamientos, pero vio como la cadena de su moto se rompía en la vuelta de formación y ello le obligó a parar en su taller y ser penalizado con salir desde el último lugar de la formación de salida.
Aún con todo y sin desesperar, Viñales remontó paso a paso y vuelta a vuelta hasta llegar a una más que meritoria cuarta posición final en Motegi.