Thời tiết ở trường đua Sepang đã khiến hầu hết các tay đua phải chọn cặp lốp dành cho trời mưa. Điều kiện đường trơn lại khiến cho cuộc cạnh tranh vị trí dẫn đầu có vẻ diễn ra căng thẳng hơn. Jorge Lorenzo là người vươn lên ở những góc cua đầu, Andrea Dovizioso cũng đã có thời điểm vượt lên. Nhưng sau khi vòng một kết thúc, chính Valentino Rossi mới là cái tên ở vị trí số một. Thế nhưng sự quyết liệt tiếp tục được đẩy lên khi tay đua vừa trở lại sau chấn thương Andrea Iannone vượt mặt The Doctor ở vòng kế tiếp.
Với lợi thế động cơ trong các đoạn đường thẳng, Iannone tiếp tục giữ vị trí số một tới vòng 10. Nhưng đấy cũng là tất cả những gì mà tay đua người Ý có thể làm được. Sau khi để Rossi vượt mặt, Iannone cũng chẳng thể giữ nổi vị trí thứ hai trước Dovizioso ở vòng 12. Cũng tại vòng đua này, Cal Crutchlow bất ngờ buộc phải bỏ cuộc sau khi bị trượt ngã khỏi đường đua. Marc Marquez cũng lỡ mất cơ hội cạnh tranh top đầu sau sự cố mất kiểm soát.
Đến lúc này, cuộc canh tranh ngôi số một Malaysia Grand Prix chỉ còn là câu chuyện của các tay đua người Ý. Đúng lúc này, Andrea Iannone lại bất ngờ bỏ cuộc sau khi gặp tai nạn ở vòng 13. Thế nhưng kịch tính lại tiếp tục bị đẩy lên cao khi Valentino Rossi gặp chút trục trặc với lốp xe và để Andrea Dovizioso vượt mặt. Dù đã rất cố gắng, The Doctor vẫn không thể đòi lại vị trí số một và ngậm ngùi nhìn tay đua của đội Ducati chiến thắng ở trường đua Sepang.
Jorge Lorenzo là cái tên cuối cùng xuất hiện trên bục podium. Kết quả này không thể thay đổi bảng xếp hạng tổng khi Marc Marquez đã vô địch từ chặng đua Nhật Bản. Tuy nhiên nó lại giúp Rossi chính thức giành ngôi á quân mùa giải Moto GP 2016. Trong khi đó Lorenzo nhiều khả năng sẽ cán đích ở vị trí thứ ba.