Andrea Migno (Sky Racing Team VR46), qualifié en 12e position pour son 51e départ, a longtemps couru après sa première victoire. Mais la patience du pilote KTM a finalement été récompensée sur ses terres puisque celui-ci s’est imposé, après une lutte à couteaux tirés, devant Fabio Di Giannantonio (Del Conca Gresini Racing Moto3) et Juanfran Guevara (RBA BOe Racing Team)
Di Giannantonio réalisait pourtant un départ parfait pour virer en tête au premier freinage, mais Romano Fenati (Marinelli Rivacold Snipers) n’a pas tardé à répliquer pour reprendre l’avantage sur son compatriote.
Tatsuki Suzuki (SIC58 Squadra Corse) se hissait dans le Top 5, aux côtés de Jorge Martín qui s’élançait de la quatrième ligne après avoir été sanctionné à l’issue des qualifications. John McPhee (British Talent Team) et Joan Mir (Leopard Racing) se mêlaient également aux hostilités.
Grâce au jeu des aspirations, aucun groupe ne parvenait à creuser l’écart et moins d’une seconde séparait les dix premiers au sixième passage. Martín, Di Giannantonio, Fenati ou encre Darryn Binder (Platinum Real Estate) s’échangeaient les commandes de la course sous les yeux Marcos Ramírez (Platinum Real Estate), Migno et son coéquipier Nicolò Bulega (Sky Racing Team VR46) ou encore de Suzuki et McPhee.
Légèrement plus expérimenté que ses concurrents, Migno s’installait au sommet de la hiérarchie à l’entame de la dernière boucle. Il mettait ensuite les bouchées doubles pour se maintenir hors de portée de ses poursuivants et offrir à KTM son premier succès de l’année. Seul son compatriote Di Giannantonio parvenait à suivre le rythme, mais cela ne suffisait pas. À l'instar de la dernière édition, l’Italien terminait donc deuxième.
Guevara a également su contenir les assauts de ses rivaux pour ravir la troisième place, le tout premier Top 3 de sa carrière. Binder échouait quant à lui au pied du podium. Arón Canet (Estrella Galicia 0,0) se classait cinquième ; résultat qui lui permettait de remonter en troisième position au classement général.
McPhee, qui avait hérité de la pole, a lui aussi lutté aux avant-postes. Il concluait la course au sixième rang devant Mir. Ayumu Sasaki (SIC Racing Team), vainqueur de la Red Bull MotoGP™ Rookie 2016, a fait tout son possible pour briller, n’hésitant pas à jouer des coudes, mais le Japonais a était finalement battu à l’aspiration.
Derrière lui, Ramírez et Bulega complétaient le Top 10. Vainqueur en 2014 sur le tracé toscan, Fenati était l’un des perdants de cette épreuve à domicile puisqu’il ne faisait pas mieux que 13e derrière Bo Bendsneyder (Red Bull KTM Ajo) et Enea Bastianini (Estrella Galicia 0,0). Quatrième du classement provisoire, le pilote transalpin se retrouvait de fait à égalité de points avec le vainqueur du jour.
Jules Danilo (Marinelli Rivacold Snipers) était le premier à se faire piéger suite à un contact avec Niccolò Antonelli (Red Bull KTM Ajo) ; lequel est venu bloquer sa poignée de gaz. Le Français enregistrait ainsi son premier abandon de la saison.
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