Enea Bastianini court d’abord en Italie au sein du Mini GP, puis remporte le Trophée NSF250R, avant de disputer la Red Bull MotoGP Rookies Cup, où il signe deux succès. Il fait par ailleurs cinq apparitions en Championnat d’Italie Moto3. Ses débuts en Grands Prix se feront finalement en 2014 avec le Junior Team GO&FUN Moto3 et l’Italien fera vite sensation en inscrivant trois Tops 3. Reconduit dans son équipe pour 2015, le transalpin se hisse alors à cinq autres reprises parmi les trois premiers, jusqu’à goûter aux joies de la victoire à Misano. Troisième du classement général, le pilote Gresini connaît une entame compliquée en 2016, mais réagit avec six nouveaux podiums, dont un succès au Japon, résultats qui lui permettront de terminer vice-Champion. En 2017, ce dernier rejoint le team Estrella Galicia 0,0, mais n’atteint le Top 3 que trois fois, ce qui le repousse au sixième rang.

Enea Bastianini migre ensuite chez Leopard Racing et continuera de se battre aux avant-postes pour au bout du compte se voir crédité de la quatrième place. Puis vient l’heure du grand saut en Moto2™, qu’il effectue sous les couleurs du team Italtrans Racing. Une ascension globalement réussie malgré cette blessure au pied qu’il l’aura contraint de manquer Silverstone. Preuve en est, il enregistre neuf Tops 10 et se voit même récompensé d’un podium à Brno. Dixième du général, il entrera néanmoins dans une toute autre dimension en 2020. Régulièrement aux avant-postes, il s’illustre à trois reprises et empoche la couronne à Portimão.

Officialisé chez Avintia Esponsorama en MotoGP™, il se révélera en fin d’année. Classé troisième des Grands Prix de Saint-Marin et d’Émilie-Romagne, il manque de peu la dixième position. Associé au Gresini Racing MotoGP™, il crèvera cela dit l’écran en 2022, avec notamment quatre triomphes ; de quoi lui offrir la médaille de bronze et pas que… puisqu’il convaincra le staff Ducati de le promouvoir aux côtés du n°1 Francesco Bagnaia. Malheureusement pour lui, cette première campagne dans le team d'usine est marquée par les blessures. Touché dès la manche d'ouverture au Portugal, Enea Bastianini manquera neuf GP sur les 20 au calendrier et se classera 15e du général. Toutefois, le transalpin est allé chercher un succès retentissant à Sepang, ce qui laisse présager le meilleur pour lui en 2024. Longtemps dans la course au titre avec neuf podiums dont deux succès, la « Bête » signe sa meilleure saison avec une quatrième place au Championnat du Monde. En 2025, il relèvera un nouveau défi sous les couleurs de KTM Tech3.