Zwycięzca sobotniego sprintu Maverick Viñales mocno opadł z sił w Austin na początku wyścigu, co debiutant Acosta wykorzystał do objęcia prowadzenia, odpierając ataki Martina i Bagnai. W miarę postępu wyścigu Acosta zaczął tracić nieco dystansu, pozwalając Martinowi, Marcowi Márquezowi i Bagnaii na wyprzedzenie go.

Na jedenaście okrążeń przed końcem Acosta odzyskał prowadzenie, a tuż za nim podążali Marc Márquez i Martin. Viñales, pomimo wcześniejszego niepowodzenia, zaczął gonić liderów z Bagnaią na czele. Później prowadzenie objął Marc Márquez, ale tylko na chwilę. Hiszpan zaliczył kraksę, otwierając drogę Viñalesowi na pierwsze miejsce. W międzyczasie Bastianini wykonał decydujący ruch, aby zapewnić sobie trzecie miejsce.

Viñales utrzymał prowadzenie i mógł świętować swój pierwszy triumf z Aprilią. Hiszpan stał się również pierwszym zawodnikiem, który wygrał Grand Prix MotoGP na maszynach trzech różnych marek.

Pedro Acosta zajął drugie miejsce i został najmłodszym zawodnikiem, który zdobył dwa tytuły z rzędu w klasie Premier. Na trzecim stopniu podium stanął Enea Bastianini. Jorge Martin zajął czwarte miejsce, ale nadal pozostaje na czele mistrzostw.