Le vainqueur du sprint de samedi, Maverick Viñales, a lourdement chuté à Austin au début de la course, ce dont le débutant Acosta a profité pour prendre la tête, repoussant les attaques de Martin et de Bagnaia. Au fil de la course, Acosta a commencé à perdre un peu de terrain, permettant à Martin, Marc Márquez et Bagnaia de le dépasser.

À onze tours de l'arrivée, Acosta reprend la tête, suivi de près par Marc Márquez et Martin. Viñales, malgré son incident de parcours, se lance à la poursuite des leaders avec Bagnai. Plus tard, Marc Márquez prend la tête, mais seulement brièvement. Le pilote espagnol a chuté, ce qui a permis à Viñales de reprendre la tête. Pendant ce temps, Bastianini a fait une manœuvre décisive pour s'emparer de la troisième place.

Viñales a ensuite conservé la tête et a pu célébrer son premier triomphe avec Aprilia. L'Espagnol est également devenu le premier pilote à remporter un Grand Prix MotoGP sur des machines de trois marques différentes.

Pedro Acosta a terminé deuxième et est devenu le plus jeune pilote à remporter deux titres consécutifs dans la catégorie reine. Enea Bastianini est monté sur la troisième marche du podium. Jorge Martin a terminé quatrième, mais reste en tête du championnat.