レースはポールポジションからスタートしたフランチェスコ・バニャイアが抜け出す展開。ソフトリアを履いて序盤にリードを築く作戦と語ったとおりに、一気にリードを奪ってレースをリード。その後ろにはジャック・ミラー、ファビオ・クアルタラロ、ホルヘ・マルティンが続いた。
ホルヘ・マルティンはファビオ・クアルタラロを抑えることが期待されたが転倒、また素晴らしいペースで追い上げをしていたリンスも転倒している。レース後半はファビオ・クアルタラロが徐々に追い上げを開始、ミラーを抜いて2位に浮上する。
一方Ducatiのルーキーであるエネア・バスティアニーニは12番手から2年型落ちのDucatiで驚異的な追い上げをして、ファクトリーのミラーを交わして3位に浮上。前を走るフランチェスコ・バニャイアはファビオ・クアルタラロに追いつかれるも、逃げ切ってそのまま優勝。
これでアラゴンに続いて2連勝を飾っている。ファビオ・クアルタラロは2位で完走し、チャンピオンシップにおいて20ポイントを積みましてレースを終えた。3位はエネア・バスティアニーニ、4位はマルク・マルケス、5位ジャック・ミラーとなった。
ジョアン・ミルは6位、ポル・エスパルガロが7位、8位アレイシ・エスパルガロ、9位ブラッド・ビンダー、10位は中上 貴晶となった。マーべリック・ビニャーレスは13位でポイントを獲得。ドヴィツィオーゾは21位でレースを終えた。
サンマリノGP 優勝フランチェスコ・バニャイア
「ソフトリアは後半苦戦するとわかっていました。ですから序盤の3周でリードを築こうと思っていました。後半はファビオが追い上げてきましたが、自分も最後までプッシュしました。しかしコンスタントに走行出来ましたし、素晴らしい作業をしてレースに挑めました。2連勝は嬉しいですね。」
サンマリノGP2位 ファビオ・クアルタラロ
「難しいレースでした。Ducatiのマルティンやミラーを抜くのが大変でした。プッシュする中で何度もフロントが危ない瞬間がありました。優勝を目指していましたが、ペッコの走りは素晴らしかったですね。チャンピオンシップで20ポイントは重要ですし、まだ48ポイントのリードがありますから悪くないでしょう。」
サンマリノGP3位 エネア・バスティアニーニ
「今日は優勝出来たかどうかはわかりませんが、バイクのポテンシャルはわかっていました。12位スタートで大変なレースでしたが、ミラーを抜いた後にいけるところまで行こうと思ったんです。ペッコ、ファビオが見えましたけど、遠すぎましたね。地元のミサノで最初の表彰台は嬉しいです。」
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MotoGP2021 サンマリノGP決勝レース結果
| 順位 | ライダー名 | タイム |
| 1位 | フランチェスコ・バニャイア | 41’48.305 |
| 2位 | ファビオ・クアルタラロ | 41’48.669 |
| 3位 | エネア・バスティアニーニ | 41’53.094 |
| 4位 | マルク・マルケス | 41’58.550 |
| 5位 | ジャック・ミラー | 41’58.774 |
| 6位 | ジョアン・ミル | 41’58.630 |
| 7位 | ポル・エスパルガロ | 42’01.539 |
| 8位 | アレイシ・エスパルガロ | 42’04.003 |
| 9位 | ブラッド・ビンダー | 42’04.434 |
| 10位 | 中上 貴晶 | 42’06.824 |
| 11位 | ミケーレ・ピッロ | 42’08.678 |
| 12位 | ヨハン・ザルコ | 42’09.371 |
| 13位 | マーべリック・ビニャーレス | 42’09.563 |
| 14位 | ステファン・ブラドル | 42’16.447 |
| 15位 | アレックス・マルケス | 42’18.991 |
| 16位 | ダニーロ・ペトルッチ | 42’20.959 |
| 17位 | バレンティーノ・ロッシ | 42’22.158 |
| 18位 | フランコ・モルビデッリ | 42’24.577 |
| 19位 | ルカ・マリーニ | 42’25.144 |
| 20位 | ミゲル・オリヴェイラ | 42’25.507 |
| 21位 | アンドレア・ドヴィツィオーゾ | 42’30.892 |