Quella di correre con il numero 33 non è una decisione casuale: ha sempre utilizzato questo numero dato che quando è salito in moto per la prima volta, aveva giusto 3 anni e 3 mesi. Partecipa al Campionato Italiano MiniGP poi si afferma nel Trofeo Honda NSF250R e quindi approda alla Red Bull Rookies Cup dove conquista due vittorie e firma cinque presenze nel Campionato Italiano Moto3. Nel 2014 corre con il Junior Team GO&FUN di Fausto Gresini, conquista tre podi e in un paio d'occasioni sfiora il successo fregiandosi del titolo di ‘Rookie of the Year’. Nel 2015 arriva il primo successo nel GP di Misano oltre ad altri cinque podi, risultati che contribuiscono al terzo posto in campionato. Nel 2016 resta con il team Gresini e, in sella alla Honda, tenta l'assalto al titolo iridato. Deve cedere solo al dominio di Brad Binder e chiude l’anno come vicecampione. Nel 2017 cambia scuderia e approda al team Estrella Galicia 0,0. L'inizio non è facile ma è protagonista di una bella crescita salendo tre volte sul podio nel finale di stagione. Per il 2018 il riminese è la punta di diamante della squadra campione in carica, il team Leopard Racing: ottiene cinque podi e vince il GP di Catalogna.
Per il 2019 lo attende la Kalex del team Italtrans Racing in Moto2™ con la quale nel 2020 si laurea campione del mondo. È pronto per l’approdo nella massima serie con il team satellite Ducati Avintia Racing. Sulla pista di casa di Misano per due volte sale sul podio arrivando terzo: nel 2022, in sella alla GP21 del team Gresini Racing MotoGP, vince quattro gare e chiude la stagione al terzo posto assoluto. Nel 2023 viene promosso al team ufficiale di Borgo Panigale: nel primo Gran Premio a Portimao e poi in Catalogna riporta dei brutti infortuni. In Malesia si regala una bellissima vittoria. Nel 2024 resta ancora nel Ducati Lenovo Team accanto al suo compagno di box e campione del mondo 'Pecco' Bagnaia. Conquista nove podi, tra cui due vittorie: 'La Bestia' firma la sua miglior annata chiudendo al quarto posto nel Campionato del Mondo. Per il 2025 lo attende una nuova sfida nel team KTM Tech3 insieme a Viñales.