La senda hacia la victoria de Viñales tras sus podios en las anteriores carreras no fue, sin embargo, un camino de rosas, ya que se vio arrollado por Tito Rabat (Reale Avintia Racing) a las primeras de cambio en una primera curva que perjudicó a numerosos pilotos. El caos se había iniciado ya con una mala salida de Alex Rins (Team Suzuki Ecstar) y, especialmente, con una caída de Danilo Petrucci (Ducati Team) al impactar con la rueda trasera de Iker Lecuona (Red Bull KTM Tech3) en la primera frenada.
Lo peor estaba por llegar. Al margen de la colisión de Rabat con Viñales, el propio Rins también se fue al suelo en unos primeros giros en los que también sucumbieron Miguel Oliveira (Red Bull KTM Tech3) y el probador de Aprilia Lorenzo Savadori. Tras esa estampida inicial, Bagnaia asumió el mando, seguido por Alex Márquez, Lecuona y un Marc Márquez (Repsol Honda Team) que ponía sus miras en el podio, con el 'poleman' Fabio Quartararo (Petronas Yamaha SRT) y el recuperado Petrucci tratando de seguir su estela.
El primer punto de inflexión en la lucha por la victoria se produciría en los últimos coletazos de la primera vuelta, cuando Alex exprimió al máximo su RC213V para encimar a 'Pecco', con la mala fortuna de tocar al italiano en su intento de adelantamiento para acabar por los suelos. Tras salir reforzado de dicha acción, Bagnaia presentaba su sólida candidatura al triunfo, con el aval del éxito rubricado semanas atrás en Red Bull Ring. Por detrás, Viñales comenzaba a recuperar el rumbo al colocarse 5º tras pasar a Petrucci en la recta de meta.
El gran animador de la segunda de las 13 vueltas sería Quartararo. Después de superar a Marc para ser 3º, el francés se iría al suelo en una caída que también involucró a Lecuona, entonces 2º, dejando vía libre al octocampeón para colocarse 2º seguido por un Viñales que ganaba dos posiciones más y consolidaba su remontada. Tras ellos, Rins comenzaba a quedar tocado con una nueva caída. Un nuevo incidente de Lecuona en la siguiente vuelta al embestir a Savadori también le impediría seguir la estela de la cabeza de carrera, al tiempo que Alex Márquez estrechaba el cerco sobre la tercera plaza de Maverick.
Mientras Marc, Viñales y Alex rodaban cada vez más juntos, Bagnaia y Quartararo personificaban los ambos lados de la moneda: el italiano se asentaba en cabeza, mientras que el francés comenzaba a descontrolarse al irse al suelo en la cuarta vuelta en su intento por superar a Oliveira para ser 6º, una posición de la que se adueñaría Savadori. Antes de finalizar dicha vuelta, tanto Viñales como Alex adelantarían a Marc, con el menor de los Márquez colocándose 2º liderando un complicado asalto al líder.
La brecha era de 6 segundos respecto a 'Pecco' pero todavía quedaba más de la mitad de la carrera. Quartararo, en cambio, se despedía virtualmente de sus opciones de ganar, al salir prácticamente a una caída -o más- por vuelta. Poco después, al iniciar la sexta vuelta, el margen en cabeza se reducía medio segundo, aunque Alex comenzaba a lamentar el hecho de tener los dos neumáticos al rojo vivo, una circunstancia que también lastraría el rendimiento del líder con el paso de las vueltas. Marc Márquez, por su parte, apretaba los dientes para recuperar la tercera plaza al superar a Viñales. Sin embargo, en la primera curva de la séptima vuelta, Marc se iría al suelo perdiendo buena parte de lo ganado, mientras su hermano reducía la brecha con 'Pecco' hasta los 4 segundos. Un hachazo en toda regla. Había carrera.
La tónica se mantendría en las siguientes 2 vueltas, con el margen recortado por debajo de los 3 segundos y un Viñales lanzado a ritmo de vuelta rápida. El giro de guion decisivo llegaría en la décima vuelta. En primer lugar, Alex Márquez se iría al suelo a la salida de la segunda curva, aunque lograría reincorporarse 3º entre el propio Viñales y su hermano Marc. La gran sorpresa, sin embargo, todavía estaba por llegar. En el ocaso de dicha vuelta, 'Pecco' se precipitaría a la grava tras gestionar erróneamente la curva 12, una de las más rápidas del trazado de Jerez. El italiano sería así superado por Viñales y Alex. Todo había dado un vuelco.
Maverick pasaba por línea de meta con una sólida renta de más de 2 segundos y medio. Con 3 vueltas por delante, la victoria estaba en sus manos. Ya con el triunfo prácticamente encarrilado, la carrera brindó un nuevo e inesperado foco de atención cuando, a falta de dos vueltas, Márquez aceptó la osada propuesta lanzada por Petrucci y esperó al italiano para desafiarse en un mano a mano final por la cuarta plaza. El duelo apenas duraría unas curvas, ya que el de Terni se excedió al tratar de superar a Marc en la curva 9.
La caída de 'Petrux' serviría a Rins para colocarse 5º, una posición que mantendría hasta ver la bandera a cuadros que encumbraba a Viñales como flamante vencedor, gracias a un margen de 2,3 segundos sobre Alex Márquez, con Bagnaia cerrando el podio a 5,4 segundos del piloto de Roses. Marc, tras salir victorioso de su envite con Petrucci, finalizó 4º, seguido por Rins y el propio piloto italiano. A 10 segundos de 'Petrux' y a más de medio minuto de Viñales cosechó la séptima plaza Oliveira, seguido de cerca por Quartararo y Lecuona, mientras que Savadori y Rabat ocuparon las últimas posiciones de una carrera que sirvió de broche dorado para el primer Gran Premio Virtual.