2010 Romano Fenati debütierte in der nationalen 125GP Meisterschaft und 2012 stieg er mit dem Team Italia FMI in die Moto3™-Weltmeisterschaft auf. Er schlug gleich richtig ein: er wurde in Katar Zweiter, sein zweites WM-Rennen überhaupt gewann der Italiener in Jerez. 2013 wurde von ihm daher viel erwartet, doch kam man nicht an die KTMs heran. Fenati versuchte es 2014 erneut und auf einer KTM im Sky Racing Team VR46 gewann vier Rennen und wurde Gesamtfünfter. Er blieb 2015 im gleichen Team und landete drei Mal auf dem Podium, inklusive einem Sieg in Le Mans. 2016 bleibt er im SKY Racing Team VR46 in der kleinen Klasse und versucht erneut, um den Titel zu kämpfen. Nach einem guten Start in die neue Saison, inklusive einem Sieg in Austin, trennte sich Fenati vor dem Motorrad Grand Prix von Österreich von dem Sky Racing Team VR46. Der Italiener war 2017 mit Marinelli Rivacold Snipers wieder in der Moto3™ und holte sich den zweiten Gesamtrang sowie einige beeindruckende Siege - er stieg 2018 mit demselben Team in die Moto2™ auf. Fenati war dann bei einem Zwischenfall mit Stefano Manzo in Misano in ungeheures Drama verwickelt, woraufhin Fenati gesperrt wurde und für den Rest der Saison nicht mehr antreten durfte. Er kehrte 2019 mit demselben Team in die Moto3™ zurück, konnte aber seine Form für 2017 nicht finden, abgesehen von einem einzigen Sieg auf dem Red Bull Ring. 2020 trat Fenati dem Max Racing Team an Bord einer Husqvarna bei. Sein herausragender Moment des Jahres war die Heimkehr in Misano, wo er einen Sieg in der letzten Runde errang, um der erfolgreichste Moto3™ -Fahrer der Neuzeit zu werden. Er fuhr 2021 mit Max Racing weiter und stellte sein Talent mit vier Podiumsplätzen unter Beweis, darunter ein denkwürdiger Sieg in Silverstone. Der Italiener erhielt 2022 zu Recht eine zweite Chance in der Moto2™ mit dem Speed Up Team, jedoch endete diese nach nur sechs Rennen, als sein Platz an Alonso Lopez vergeben wurde. Damit stand Fenati für den Rest der Saison ohne Startplatz da, aber er sicherte sich im Rivacold Snipers Team einen Platz in der Moto3™-Startaufstellung für 2023.