Sandro Cortese feierte sein WM-Debüt, nach einem längeren Gastspiel in der Deutschen Meisterschaft, im Jahr 2005. Nach kontinuierlichen Fortschritten in der 125ccm-Klasse beendete er die Saison 2009, in der er drei Podiumsplatzierungen erreichte, auf dem sechsten WM-Rang. 2010 startete er im Ajo-Team als Teamkollege von Marc Márquez, konnte sich jedoch zum Vorjahr nicht verbessern, und wechselte 2011 ins Racing Team Germany, mit dem er seine ersten zwei Grand-Prix-Siege feiern konnte. 2012 startete Cortese für das Red Bull KTM Ajo-Team und kämpfte um den Moto3™-WM-Titel. Sowohl Konstanz, Entschlossenheit als auch Gelassenheit führten Cortese in Malaysia zu seinem ersten Grand-Prix-WM-Titel und machten ihn zum ersten Moto3-Weltmeister der Geschichte. 2013 kam der Deutsche in die Moto2™-Klasse, dafür wurde das neue Dynavolt Intact GP Team mit Kalex-Motorrädern auf die Beine gestellt. 2014 machte er Druck und baute mehr Konkurrenzfähigkeit auf. Er beendete die Meisterschaft in den Top Ten und holte sein erstes Podest in der mittleren Klasse. Cortese blieb 2015 im gleichen Team und feierte im nassen Rennen von Japan einen zweiten Podestplatz. 2016 bestreitet Cortese seine dritte Moto2™ Saison im Dynavolt Intact GP Team. Dieses Mal bekommt er mit Landsmann Jonas Folger einen Teamkollegen.