Mit der Präsentation der neuen Desmosedici GP während der Vorsaison Tests erhoffte sich Andrea Dovizioso (Ducati Team), dass er damit einen weiteren Schritt in Richtung oberstes Treppchen auf dem Podium machen würde und er damit für Ducati den ersten Sieg seit Casey Stoner auf Phillip Island 2010 holen könnte.
Er startete in seine vierte Saison mit dem Werksteam und beendete das erste Rennen in Qatar auf dem selben zweiten Platz wie auch schon 2015. Ein weiterer Podiumsplatz raubte ihm in Argentinien sein Teamkollege Andrea Iannone (Ducati Team) in der letzten Runde. Eine Woche später wurde er in Austin von Dani Pedrosa (Repsol Honda) aus dem Rennen befördert, ebenfalls auf dem Weg zu einem Podiumsplatz.
Natürlich hätte er den Kopf in den Sand stecken können, aber der Italiener hatte ganz klar gezeigt, dass er die Pace hatte in jedem Rennen um das Podium zu kämpfen. Allerdings klebte ihm das Pech weiterhin an den Händen: In Jerez beklagte er einen technischen Ausfall und in LeMans stürzte er im Rennen, diesmal in synchroner Weise mit Marc Marquez (Repsol Honda), wobei er für diesen Sturz absolut selbst verantwortlich war.
Vor dem GP von Italien verkündete er, dass er für zwei weitere Jahre, bis Ende 2018, an der Seite von Jorge Lorenzo (Movistar Yamaha MotoGP) im Ducati Team bleiben würde. In seinem Heimrennen in Mugello belegte er den fünften Platz, worauf ein siebter Platz beim GP von Katalonien folgte. Im Regenrennen von Assen, er startete von der Poleposition, ging er beim Kampf um die Führung des Rennens zu Boden.
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Dovizioso holte auf dem Sachsenring sein zweites Podium in dieser Saison und damit das 100ste für Ducati, nachdem er eine exzellente Vorstellung unter schwierigen Bedingungen ablieferte. Nach bisher vier Nullrunden 2016 geht der Italiener als Neunter der Gesamtwertung in die Sommerpause, nur vier Punkte hinter seinem Teamkollegen Iannone.