
Deuxième derrière Stoner sur la grille de départ, Lorenzo a réalisé le holeshot et a essayé de prendre le contrôle de la course mais a vite été rattrapé et doublé par son rival, Dani Pedrosa (Repsol Honda), qui pouvait conserver une chance de jouer le titre à Valence, lors de la dernière épreuve de l'année, en terminant devant son compatriote en Australie. Le Catalan, qui avait remporté cinq victoires sur les six courses précédentes, est cependant parti à la faute dès le début du deuxième tour, en glissant sur un pneu encore trop froid, voyant alors ses espoirs de titre réduits à néant.
Lorenzo se retrouvait dans une situation idéale puisqu'il n'avait qu'à marquer trois points pour remporter le Championnat. Très clairement surclassé par Stoner, celui qu'on surnomme Por Fuera est resté isolé en seconde position jusqu'à la ligne d'arrivée, qu'il a franchi avec un seizième podiums en dix-sept courses et un second titre de Champion du Monde MotoGP, une première pour un pilote espagnol.
Après avoir été écarté de la course au titre par sa chute à Indianapolis et sa blessure à la cheville droite, Stoner avait à coeur de remporter une dernière fois le GP d'Australie avant de quitter le paddock à la fin de la saison et a brillamment atteint son objectif. Intouchable depuis le début du week-end, Stoner s'imposait à Phillip Island pour la sixième année consécutive, un superbe record pour le Champion du Monde sortant, dont le style spectaculaire et les dérapages contrôlés manqueront terriblement à ses fans l'an prochain.
Cal Crutchlow (Monster Yamaha Tech3) s'est assuré son second podium en MotoGP en terminant troisième, loin devant son coéquipier Andrea Dovizioso, qui a pris le dessus sur Álvaro Bautista (San Carlo Honda Gresini) et Stefan Bradl (LCR Honda) dans une belle bagarre pour la quatrième place. Valentino Rossi (Ducati), Nicky Hayden (Ducati), Karel Abraham (Cardion AB Motoracing) et Aleix Espargaró (Power Electronics Aspar), qui a battu Randy de Puniet (Power Electronics Aspar) sur le fil, complétaient le Top 10 à l'arrivée.