Jorge Lorenzo bateu Marc Marquez por apenas 19 milésimos durante um final eletrizante do GP da Itália como Valentino Rossi abandonou por conta de uma falha no motor.
Lorenzo surgiu na liderança vindo da quinta posição no grid, mas foi contido por Rossi, que evitou uma manobra em diversas ocasiões formando uma dobradinha da Yamaha na liderança.
No entanto, o ímpeto de Rossi foi interrompido quando sua Yamaha ficou lenta, com fumaça branca saindo da traseira dando sinal de uma falha de motor, uma repetição de um problema sofrido por Lorenzo no warm up.
Marquez, que tinha permanecido meio segundo atrás da dupla da Yamaha, ficou próximo durante o restante da corrida, porém não o suficiente para tentar uma ultrapassagem até as voltas finais.
Marquez permaneceu colado na traseira da moto de Lorenzo e fez uma manobra na Curva 10 com quatro voltas para o final, mas deu uma escapada, enquanto uma manobra parecida na Curva 1 na penúltima volta também provou ser infrutífera.
Marquez e Lorenzo ficaram ombro a ombro no início da última volta, mas o piloto da Yamaha, segurou na Curva 1.
Marquez se deu melhor na Curva 4 para assumir a liderança e viu a pista livre pela frente no segundo setor, mas seu compatriota se aproximou durante o restante da volta. Lorenzo tentou uma manobra na chicane, mas Marquez usou a saída para permanecer na frente e parecia caminhar para a vitória.
No entanto, Lorenzo usou a reta dos boxes para ficar poucos centímetros de Marquez, assegurando sua quinta vitória em Mugello nos últimos seis anos.
Andrea Iannone recuperou-se de uma difícil primeira volta para ultrapassar seu companheiro Andrea Dovizioso e resistir a um ataque final de Dani Pedrosa para assegurar um pódio na casa da Ducati.
Pedrosa foi quarto, enquanto Dovizioso acabou abrindo de mais na Curva 1 e caiu para a quinta posição.
Maverick Viñales sofreu com uma largada ruim, mas conseguiu dar a volta por cima para terminar em sexto, com Bradley Smith segurando Danilo Petrucci para terminar em sétimo.
Aleix Espargaró pulou para a terceira posição na primeira volta antes de voltar ao nono posto, com Michele Pirro, usando uma Ducati, completou o top 10.
Cal Crutchlow foi 11º, à frente de Héctor Barberá, Eugene Laverty, Stefan Bradl e Pol Espargaró.
Yonny Hernandez foi o 16º colocado depois de o piloto receber uma punição por queimar a largada.
Scott Redding começou bem antes de ir para os boxes, enquanto um incidente na primeira curva encerrou a corrida de Álvaro Bautista, Loris Baz e Jack Miller.
A próxima etapa da temporada será realizada no Circuito de Barcelona, na Catalunha, entre os dias 3 e 5 de junho.