Kurz vor dem Rennstart der MotoGP™ beim Shell Malaysia Motorcycle Grand Prix setzten mehrere heftige Regenschauer über dem neu asphaltierten Sepang International Circuit ein, was zu einer Startverschiebung führte. Auf nasser Strecke startete das vorletzte Saisonrennen schließlich einige Minuten später, verkürzt von 20 auf 19 Runden.
Jorge Lorenzo (Movistar Yamaha MotoGP) übernahm die Führung des Rennens zunächst vor Marc Marquez (Repsol Honda), Ducati-Werkspilot und Pole-Setter Andrea Dovizioso, Valentino Rossi (Movistar Yamaha MotoGP) und Ducati-Fahrer Andrea Iannone.
Doch schon in der ersten Runde änderte sich die Spitze drastisch und am Ende der ersten über fünf Kilometer Distanz lag Rossi an der Spitze, gefolgt von Iannone, Dovizioso, Marquez, Aleix Espargaro (Team Suzuki Ecstar) und Lorenzo. Cal Crutchlow (LCR Honda), Maverick Vinales (Team Suzuki Ecstar) und Pol Espargaro (Monster Yamaha Tech 3) komplettierten die vorübergehenden Top-10 nach der ersten Runde.
In Runde zwei passierte Iannone Rossi und übernahm die Führung des Rennens und lieferte sich einige Runden später ein hartes Duell gegen Rossi, während Crutchlow an Lorenzo im Kampf um Platz fünf vorbeigegangen war und Jagd auf Marquez machte, der nur knapp vor ihm lag.
In der zehnten Runde des Rennens stürzte Stefan Bradl (Aprilia Racing Team Gresini), fuhr aber später weiter. Gleichzeitig ging es an der Spitze heiß her. Iannone, Rossi und Dovizioso lagen dicht beisammen, gefolgt von Marquez und Crutchlow. Lorenzo hatte auf Position sechs mit über vier Sekunden Rückstand auf Iannone an der Spitze bereits den Anschluss etwas verloren.
Acht Runden vor Rennende ging Crutchlow im harten Kampf um einen Podestplatz zu Boden, nachdem er vor einer Woche auf Phillip Island noch gewinnen konnte. Nur etwas später fiel auch Marquez den widrigen Bedingungen zum Opfer und landete im Kies. Eine Runde später stürzte Iannone auf Position drei liegend.
An der Spitze fuhr Rossi derweilen vor Dovizioso und etwas abgeschlagen Lorenzo auf dem dritten Rang. Fünf Runden vor Rennende übernahm Dovizioso die Spitze vor Rossi, nachdem sich der neunfache Weltmeister verbremste.
Sobald Dovizioso an der Spitze lag, baute er seine Führung sukzessive aus, bis er schließlich mit 3.115 Sekunden seinen lang ersehnten ersten Sieg nach Hause fuhr. Rossi kam als Zweiter an, während Lorenzo mit 11.924 Sekunden Rückstand auf Sieger Dovizioso den letzten Podestplatz eroberte.
Das Avintia Racing Duo aus Hector Barbera und Loris Baz fuhr auf den Positionen vier und fünf ins Ziel, gefolgt von Vinales und Alvaro Bautista (Aprilia Racing Team Gresini). Jack Miller (Estrella Galicia 0,0 Marc VDS) belegte Position neun. Pol Espargaro (Monster Yamaha Tech 3) und Danilo Petrucci (Octo Pramac Yakhnich) komplettierten die Top-10. Marquez kam nach seinem Sturz noch als Elfter ins Ziel, Bradl auf Platz 17.
