Baca Juga: Moto3 GP Spanyol 2020 - Crash, Pembalap Moto3 Ini Tertimpa Motornya Sendiri
Pada 11 putaran tersisa, Andrea Dovizioso memperbaiki posisinya setelah mendahului Francesco Bagnaia di urutan keempat.
Valentino Rossi perlahan-lahan juga mengalami penurunan dengan kini berada di urutan ke-10 usai disusul oleh rekan satu tim Iker Lecuona, Miguel Oliveira.
Hingga 10 putaran tersisa, Fabio Quartararo masih berada di urutan pertama sementara Jack Miller terus mengejarnya di urutan kedua, Maverick Vinales menggenapi posisi tiga besar.
Marc Marquez perlahan menebar ancamannya tatkala berhasil menduduki posisi keenam dan semakin dekat dengan Pol Espargaro dari tim Red Bull KTM di urutan kelima.
Baca Juga: MotoGP Spanyol 2020 - Jelang Balapan, Valentino Rossi Malah Adu Mulut dengan Bos Michelin
Tujuh lap tersia, Valentino Rossi harus mengakhiri balapan lebih awal karena ada sebuah masalah teknis dengan motornya.
Sementara itu, Marc Marquez berhasil menduduki posisi ketiga tatkala balapan menyisakan lima menit terakhir.
Namun, upaya Marc Marquez harus terhenti setelah dia mengalami crash di tikungan 3 tatkala balapan memasuki putaran ke-22.
Hingga memasuki putaran terakhir, Fabio Quartararo berhasil mengamankan kemenangan pertamanya, sementara Maverick Vinales berhasil mengamankan posisi kedua, sedangkan posisi ketiga ditempati Andrea Dovizioso.
Berikut hasil lengkap sesi balapan MotoGP Spanyol 2020.
| Posisi | Pembalap | Negara | Tim |
| 1 | Fabio Quartararo | FRA | Petronas Yamaha (YZR-M1) |
| 2 | Maverick Viñales | SPA | Monster Yamaha (YZR-M1) |
| 3 | Andrea Dovizioso | ITA | Ducati Team (GP20) |
| 4 | Jack Miller | AUS | Pramac Ducati (GP20) |
| 5 | Franco Morbidelli | ITA | Petronas Yamaha (YZR-M1) |
| 6 | Pol Espargaro | SPA | Red Bull KTM Factory (RC16) |
| 7 | Francesco Bagnaia | ITA | Pramac Ducati (GP19) |
| 8 | Miguel Oliveira | POR | Red Bull KTM Tech3 (RC16) |
| 9 | Danilo Petrucci | ITA | Ducati Team (GP20) |
| 10 | Takaaki Nakagami | JPN | LCR Honda (RC213V) |
| 11 | Johann Zarco | FRA | Reale Avintia Ducati (GP19) |
| 12 | Alex Marquez | SPA | Repsol Honda (RC213V) |
| 13 | Brad Binder | RSA | Red Bull KTM Factory (RC16) |
| 14 | Tito Rabat | SPA | Reale Avintia Ducati (GP19) |
| 15 | Bradley Smith | GBR | Factory Aprilia Gresini (RS-GP) |
| Marc Marquez | SPA | Repsol Honda (RC213V) | |
| Iker Lecuona | SPA | Red Bull KTM Tech3 (RC16) | |
| Valentino Rossi | ITA | Monster Yamaha (YZR-M1) | |
| Aleix Espargaro | ITA | Factory Aprilia Gresini (RS-GP) | |
| Joan Mir | SPA | Suzuki Ecstar (GSX-RR) |