MotoGP第15戦日本GP、MotoGPクラスは、栃木県のツインリンクもてぎで決勝レースを行ない、ダニ・ペドロサ（ホンダ）が優勝した。

MotoGPクラスの決勝は気温19度、路面温度21度のウエットコンディションで、当初の予定どおり24周で争われた。

ポールポジションからホルヘ・ロレンソ（ヤマハ）が好ダッシュを決めるが、1、2コーナーではイン側からロッシが前に出る。続く3コーナーでロレンソはロッシを交わしてトップに浮上。1周を終えて2番手以下に約コンマ9秒の差をつけて戻ってくる。ロレンソは序盤からハイペースで逃げにかかり、5周目には後続に約3秒のリードを取り、ロッシが2番手、アンドレア・ドビジオーゾ（ドゥカティ）が3番手で続く。

ロレンソはレース中盤まで3秒前後のリードをキープしていたものの、終盤に差し掛かるころにはペースが落ち始める。序盤から単独4番手につけていたペドロサは、中盤になると3番手を行くドビジオーゾとの差を縮め始め、11周目のヘアピンで3番手に浮上すると、今度は2番手を行くロッシとの差を急速に縮め始める。

そして、16周目にロッシの背後につけると、V字コーナーで2番手に浮上。続いて、すでにペースが落ち始めていたトップを行くロレンソとの差を縮め始める。18周目にロレンソの背後に迫ったペドロサは、バックストレートで一気にトップに浮上。2番手に後退したロレンソは今度はロッシにもその背後を脅かされることになる。

20周目にロッシがロレンソの背後に迫ると、ロレンソは3コーナーでラインを外し大回り。コースアウトは避けることができたが、この間にロッシが2番手に浮上する。トップのペドロサは、その後、リードを広げ、約8秒のリードを作って、今シーズン初優勝をチェッカーを受けた。ペドロサはMotoGPクラスで27勝目、グランプリ通算50勝目を、ホンダのホームレースで達成した。

2位にロッシ、3位にロレンソが入賞。チャンピオンを争う二人のポイント差は18ポイントに開いた。

4位にマルク・マルケス（ホンダ）が入賞。マルケスはスタートで遅れ、トップ争いにはからめなかったものの、21周目の5コーナーでドビジオーゾを交わして4番手に浮上すると、そのままチェッカーを受けた。ドビジオーゾは5位。

カル・クロッチロウ（ホンダ）が終盤のブラドリー・スミス（ヤマハ）との接戦を制して6位に入り、スミスが僅差の7位。ワイルドカード参戦の中須賀 克行（ヤマハ）は8位入賞を果たした。オープントップとなる9位にエクトル・バルベラ（ドゥカティ）、10位にスコット・レディング（ホンダ）が続き、アレックス・エスパロガロ（スズキ）は6番手走行中の6周目の1コーナーでコースオフを喫したが、その後、追い上げて11位でゴール。MotoGP初参戦の高橋 巧（ホンダ）は難しいコンディションのレースで12位入賞と健闘した。

ニッキー・ヘイデン（ホンダ）が13位、ヨニー・エルナンデス（ドゥカティ）が14位、マイク・デ・ミオ（ドゥカティ）が15位に入賞。16位にアルバロ・バウティスタ（アプリリア）、17位にユージン・ラバティ（ホンダ）、18位にステファン・ブラドル（アプリリア）、19位に秋吉 耕佑（ホンダ）、20位にトニ・エリアス（フォワード-ヤマハ）の順で続いた。

ダニロ・ペトルッチ（ドゥカティ）は9周目のS字コーナーで転倒リタイア。アンドレア・イアンノーネ（ドゥカティ）は11周目にトラブルでストップ。マーベリック・ビニャーレス（スズキ）は9番手走行中の14周目の90度コーナーで転倒リタイア。ポル・エスパロガロ（ヤマハ）は11番手走行中の23周目の90度コーナーで転倒リタイア。ロリス・バズ（フォワード-ヤマハ）一度ピットに入り、マシンを乗り換えて再スタートしたものの、再びピットに戻ってリタイア。ジャック・ミラー（ホンダ）は2回転倒を喫し、2度目の転倒でリタイアとなった。