Keberhasilan menjadi juara membawa Rossi memutus kegagalan meraih gelar juara dalam balapan MotoGP sejak menjadi juara MotoGP Catalunya 2016 pada awal Juni tahun lalu.
Rossi tak mudah menyelesaikan balapan yang berlangsung di lintasan basah ini karena hujan yang turun di Assen. Ia harus bekerja keras menahan gempuran pebalap Octo Pramac Danilo Petrucci yang finis di peringkat dua dengan 0,063 detik lebih lambat dari Rossi. Petrucci yang start dari posisi kedua sempat mendahului Rossi saat tersisa empat putaran, tapi dapat kembali disalip Rossi di putaran yang sama.
Marc Marquez (Repsol Honda), Cal Crutchlow (LCR Honda), dan Andrea Dovizioso (Ducati) finis berurutan di peringkat tiga sampai lima. Ketiga pebalap bersaing ketat dalam balapan untuk meraih posisi finis tersebut.
Pebalap tim Monster Yamaha Tech 3 Johann Zarco finis di urutan 14 meski start di posisi pole position. Zarco mengganti motor saat tersisa tujuh putaran, saat itu ia sebenarnya masih berada di posisi lima. Zarco lalu mendapat penalti setelah mengendarai motor melebihi dari batas kecepatan di pitstop.
Rekan setim Rossi, Maverick Vinales, terjatuh saat tersisa 14 putaran dalam balapan. Vinales menjadi salah satu pebalap yang terjatuh dalam kondisi sirkuit licin.