The Doctor yang start dari posisi kedua langsung meluncur diposisi terdepan, Rossi yang sangat teropsesi untuk memenangkan balapan di kandang sempat memimpin pada lap-lap awal.
Disusul rekan setim Maverick Vinales dan Jorge lorenzo diposisi ketiga, memasuki lap berikutnya Lorenzo mengambil inisiatif untuk mengabil alih posisi terdepan, namun Rossi kembali merebutnya.
Pada lap kelima Vinales menikung Rossi dan Dovizioso mulai meramaikan barisan depan Ia merebut posisi ketiga dari Lorenzo, tak berselang lama Dovizioso menikung The doctor , dan duel dengan Vinales pun terjadi.
All hasil Dovizioso berhasil meraih podium tertinggi, disusul Vinales kedu dan Petrucci ketiga usai berhasil menikung Rossi pada lap 14 di tikungan 15, The Doctor akhirnya menutup seri keenam dengan finis keempat.
Hasil race Mugello Italia :
1. Andrea Dovizioso2. Maverick Viñales
3. Danilo Petrucci
4. Valentino Rossi
5. Alvaro Bautista
6. Marc Marquez
7. Johann Zarco
8. Jorge Lorenzo
9. Michele Pirro
10. Andrea Iannone
11. Tito Rabat
12. Scott Redding
13. Jonas Folger
14. Hector Barbera
15. Jack Miller
16. Karel Abraham
17. Sylvain Guintoli
18. Loris Baz
19. Sam Lowes
20. Bradley Smith
DNF.
Cal Crutchlow
Dani Pedrosa
Aleix Espargaro
Pol Espargaro
Dengan hasil ini dipastikan Andrea Dovizioso naik peringkat keposisi dua klasemen sementara dan Seri berikutnya putaran ketujuh bakal digelar di Sirkuit Catalunya, Spanyol pada tanggal 11 Juni 2017 mendatang.