Nel 2014 e 2015 partecipa al CIV nella categoria Moto3™. Il suo salto al Campionato del Mondo avviene nel 2015, in occasione del Gran Premio del Qatar e poi partecipa al Gran Premio d’Italia come wildcard. Nel 2016 fa due apparizioni nella classe leggera, questa volta al Gran Premio d’Austria e al Gran Premio della Gran Bretagna. La sua prima stagione completa è nel 2017, nel CIP-Unicom Starker, dove ottiene uno spettacolare podio in Giappone. Nel 2018 combatte per conquistare il titolo fino al termine di un Campionato in cui ottiene 3 vittorie e altri 6 podi.

Nel 2019 passa in Moto2™ con il Red Bull KTM Tech3. Il 2020 lo vede impegnato con la Kalex dello SKY Racing Team VR46 con cui ottiene 7 piazzamenti nei primi tre e due vittorie, in Stiria e a Valencia. La sua consistenza gli permette di rimanere in lotta per il titolo ma due cadute nelle ultime 5 gare lo relegano al quarto posto. Nel 2021 termina al terzo posto in classifica la stagione nella classe intermedia e a fine anno compie il salto nella classe regina: nel 2022, in sella alla Ducati GP21 del Mooney VR46 Racing Team, è il rookie of the year con un podio, ad Assen, e altre tre top 5. Nel 2023 resta con la squadra di Valentino Rossi in sella alla GP22. Inizia la stagione in modo superbo, con due vittorie nelle prime cinque gare. Torna al successo in India, ma le due chance di lottare per il titolo sfumano anche per via di un infortunio alla clavicola riportato in allenamento. Nel 2024 lo attende la GP23 campione del mondo, sempre nel team VR46. Il romagnolo sale sul podio soltanto a Jerez: 12° in classifica, nel 2025 è pilota ufficiale Aprilia e ha come compagno di squadra il campione del mondo, Jorge Martin.