Márquez protagonizó una espectacular remontada desde el último hasta el primer puesto de la última carrera de la temporada, que registró un podio íntegramente español, pues al triunfo del campeón del mundo se unió la segunda plaza de Julián Simón (Suter) y la tercera de Nicolás Terol (Suter). Si en el caso de Simón éste fue su segundo podio de la temporada, tras la tercera plaza conseguida en Indianápolis, para el campeón del mundo de los 125 c.c. en 2011, el piloto de Mapfre "Nico" Terol, éste ha representado su primer podio desde que ascendió a Moto2. Tal fue la actuación de Márquez, que Fernando Alonso escribió en su Twitter:" Enhorabuena @, de otro planeta".
Pol Espargaró (Kalex) no se dejó sorprender en la salida y pareció tomar la iniciativa en ese momento, pero en la frenada de final de recta un sorprendente Nicolás Terol (Suter) se le metió por dentro para comandar la carrera. Mientras, desde la última plaza, Marc Márquez (Suter) comenzó a remontar posiciones tras cumplir con la penalización que le impusieron por su agresiva conducción durante los entrenamientos libres.
Al término del segundo giro Marc Márquez ya era noveno y luchaba por recuperar puestos en un tercer grupo en el que se encontraban los suizos Thomas Luthi (Suter) y Dominique Aegerter (Suter), el belga Xavier Simeon (Tech 3) y el español Jordi Torres, el compañero de Terol en el equipo Mapfre. Sólido en los tiempos por vuelta, Terol se mantuvo al frente de la carrera mientras por detrás Julián Simón fue el único capaz de rodar en los mismos registros y con ello se fue marchando poco a poco en busca del piloto escapado, al que neutralizó en el octavo giro, el mismo en el que le superó y en el que también se iba por los suelos Pol Espargaró al tocarse con el italiano Simone Corsi (FTR), aunque pudo regresar a la carrera en la decimonovena plaza y desde ahí remontar hasta el octavo lugar.
Marc Márquez, después de un inicio de carrera muy explosivo y a tenor de las condiciones en que se encontraba la pista, optó por tomárselo con algo más de calma y sin prisa, pero también sin pausa, pues fue ganando puestos hasta colocarse quinto casi en el ecuador de la carrera, duodécimo giro. Tres vueltas después llegó la primera vuelta rápida de Marc Márquez, quien en una apurada aproximación al suizo Dominique Aegerter casi se los "come", pero sin que llegase a pasar nada, salvo que el campeón del mundo ya estaba tercero, en posición de podio, aunque a nueve segundos del líder de la prueba, que comenzaron a reducirse a razón de casi medio segundo por vuelta.
Márquez estaba rodando más rápido que Simón y Terol y, por delante, todavía debían completar los pilotos la friolera de doce giros, por lo que cualquier cosa podía suceder hasta el final, máxime cuando el campeón del mundo era capaz de marcar nuevas vueltas rápidas que le iban aproximando a sus rivales camino de un podio íntegramente español.
En el vigésimo giro Márquez dio buena cuenta de Terol y se concentró en intentar "cazar" al líder, Julián Simón, por entonces con cinco segundos y medio de ventaja que fueron reduciéndose de manera espectacular ya que a cuatro vueltas del final la diferencia era de escasamente dos segundos y a dos vueltas, sobre la misma recta de meta, el campeón del mundo había conseguido superar a Simón y ponerse líder. Sólo un error en forma de caída o una avería, podía privar a Marc Márquez se adjudicarse la victoria en Cheste después de haber salido desde la última posición, un hito deportivo difícilmente alcanzable por alguien que no sea un auténtico súper clase.
A continuación, en la carrera de MotoGP Dani Pedrosa (Honda RC 213 V) logró la última victoria de la temporada en una carrera que se desarrolló bajo una serie de extrañas y poco habituales circunstancias. En una apuesta arriesgada el campeón del mundo de 2012, el español Jorge Lorenzo (Yamaha YZR M 1), optó por tomar la salida con neumáticos de seco, que le pusieron los mecánicos después de dar la vuelta de formación y en la misma salida de la carrera.
Arriesgada porque casi todos sus rivales, en particular su compatriota Dani Pedrosa y el australiano Casey Stoner, los pilotos oficiales de Honda, decidían salir con neumáticos de mojado en sus motos, una diferencia que, en pista, podía ser decisiva pero que hizo que algunos, como Pedrosa, se lo pensasen dos veces y entrasen en su taller a cambiar de moto, lo que les obligaba a salir desde la línea de talleres y en última posición.
Nada más apagarse el semáforo rojo, Jorge Lorenzo no sale demasiado bien y enseguida aprovechan la menor potencia de sus motos los pilotos CRT (Claiming Rules Team), en particular el español Aleix Espargaró (ART), que superó a pilotos como el italiano Andrea Dovizioso (Yamaha YZR M 1) o el australiano Stoner.
El campeón del mundo de MotoGP de 2012 era séptimo, aunque se lo tomó con calma, en tanto que Dani Pedrosa se esforzaba en recuperar terreno cuanto antes y al término del segundo giro era decimoquinto y en el tercero marcaba la primera vuelta rápida con una diferencia de alrededor de tres segundos respecto al segundo más rápido, precisamente Lorenzo.
Muchos pilotos tuvieron que entrar en su taller a cambiar de moto al ver que la pista se secaba e iban quedándose atrás, como el campeón del mundo de 2007 y 2011, Casey Stoner, que lo hizo en la cuarta vuelta, la misma en la que Jorge Lorenzo se colocaba primero. Su estrategia había dado unos resultados excelentes.
Con casi todos los pilotos montando ya neumáticos de seco, la situación de carrera varió radicalmente, pero Jorge Lorenzo estaba líder con dos segundos y medio de ventaja sobre Dani Pedrosa y el japonés Katsuyuki Nakasuga, sustituto del lesionado estadounidense Ben Spies sobre la otra Yamaha oficial en una sorprendente tercera posición, tras salir desde la sexta línea de la formación de salida.
Lorenzo encadenó una secuencia de vueltas rápidas casi consecutiva, si bien tras él Dani Pedrosa no se quedaba a la zaga y mantuvo las diferencias más o menos en los dos segundos y pugnando igualmente por la vuelta rápida de carrera. Al adelantar Lorenzo a Héctor Barberá (Ducati Desmosedici) perdió un tiempo precioso, el que permitió a Pedrosa colocarse literalmente tras el rebufo de su Yamaha.
Las condiciones de la pista, aún secándose, no eran las mejores y en el decimotercer giro, sin cumplirse el ecuador de la carrera, Pedrosa entró demasiado fuerte en una curva y tuvo que salirse de la trayectoria, lo que dio cuatro segundos y medio de respiro a Lorenzo, pero duró poco. Una vuelta después y al intentar doblar al británico James Ellison (ART), Jorge Lorenzo se salió de la parte "limpia" del circuito y la moto le hizo un extraño que, aunque inicialmente lo controló, acabó haciéndole volar por los aires.
Lorenzo no se hizo daño pero la moto quedó literalmente destrozada y el camino hacia la victoria de Dani Pedrosa, la séptima de la temporada, completamente expedito.
Por último, en Moto3 el británico Danny Kent (KTM) sorprendió a su propio compañero de equipo y campeón del mundo 2012 , el alemán Sandro Cortese al adjudicarse la victoria tras superarlo en la última curva del trazado.