Dopo diversi giri, il gruppo di testa decide all’unisono di cambiare moto. Passano diversi giri e Bradley Smith, l’unico che non ha effettuato il cambio gomme, comincia a girare dieci secondi più forte degli altri. La traiettoria ideale è asciutta, Marquez torna alla moto con gomme slick ma Rossi e Lorenzo, rispettivamente in prima e seconda posizione, conducono una gara al braccio di ferro con le gomme che si sfaldano ad ogni passaggio sul traguardo.
Passano diversi giri ma entrambi rimangono con gomme da bagnato, finché Lorenzo non torna ai box e Valentino continua a correre in prima posizione nonostante Marquez giri dieci secondi più forte già dalla seconda casella. Valentino decide finalmente di rientrare ai box per il cambio moto, e mentre Rossi rientra in sesta posizione Lorenzo è vittima di un high-side che lo sbalza fuori dal tracciato, con moto distrutta ed impossibilità di tornare alla gara. Marquez vince davanti a Bradley Smith, autore di una grande gara in cui non ha mai rinunciato alle gomme slick.
Terzo posto per Scott Redding davanti a Loris Baz, mentre Rossi arriva solo quinto ma, probabilmente, felice. Sesto Petrucci, che si conferma il pilota Ducati più veloce sul bagnato, infatti Iannone e Dovizioso seguono il ternano al traguardo. La gara quindi si conclude con Valentino Rossi in prima posizione con 23 punti di vantaggio sul compagno di squadra (247 a 224), mentre Marc Marquez si trova a 184 punti.
Classifica gara MotoGP San Marino 2015:
93 Marc MARQUEZ
38 Bradley SMITH
45 Scott REDDING
76 Loris BAZ