Voor de MotoGP rijders begon de wedstrijd in Assen, die dit jaar voor het eerst werd verreden op zondag, met wisselvallig weer. Alle rijders vertrokken echter op regenbanden, omdat de baan nat was voor de start van de race. Rossi wist in het begin van de wedstrijd de leiding in de wedstrijd te nemen. De Colombiaan Hernandez, die op twee zachte banden was vertrokken, heeft een hoog tempo op de licht natte baan en neemt daarmee de leidende positie over van Rossi. Hernandez pakt vrijwel meteen een flinke voorsprong op de Italiaan. De baan droogt gedurende het eerste deel van de race op en Dovizioso neemt de tweede positie van Rossi over. Petrucci komt sterk naar voren en pakt de vierde positie ten kosten van Iannone. Het weer blijft echter wisselvallig en de regen trekt opnieuw aan. Hernandez gaat in de eerste bocht van ronde 9 rechtdoor, waardoor Dovizioso de leiding in de race over kan nemen. Hernandez valt door deze actie ver terug. Petrucci dringt steeds meer aan bij Rossi en komt enkele keren langszij. Jorge Lorenzo rijdt een anonieme race in het achterste deel van het veld, terwijl de regen nog steeds doorzet. Hierdoor crasht Iannone hard. Na 15 ronden valt de rode vlag omdat de baan te nat is. Er komt een herstart van een 12 ronden lange race. Dovizioso start daarin als eerste, voor Petrucci, Rossi, Redding, Marquez en Pedrosa.

Na de herstart was er veel hektiek in de eerste bocht waarbij flink wat contact is tussen de rijders. Espargaro werd daarbij de baan af geduwd door Iannone. Marquez valt aan, maar kan de bocht daarbij niet houden. Dovizioso neemt de leiding na de herstart, gevolgd door Rossi en Marquez. Rossi weet Dovizioso in te halen en pakt een klein gaatje. Petrucci, die voor de herstart sterk reed moet de motor aan de kant zetten vanwege technische problemen. De wedstrijd wordt dan gekenmerkt door een groot aantal crashes in een korte tijd, waaronder Dovizioso. Hierdoor ontstaat er een gaatje tussen Rossi en Marquez. De Italiaan remt zich echter onderuit in de tweede ronde na de herstart en kan niet meer opstappen. Marquez neemt daardoor de leiding over, gevolgd door Miller en Espargaro. Miller dringt aan bij Marquez, en de Spanjaard laat Miller voorbij komen. Tussen Miller en Marquez ontstaat een fors gat wat Marquez niet meer goed zal maken. Met nog slechts 12 rijders in de race ontstaat een stabiel beeld wat zich tot de finish zal handhaven. Miller wint daarmee de Dutch-TT, na een herstart. Marquez is zichtbaar blij met zijn tweede positie, waarmee hij uitloopt op Rossi en Lorenzo in het wereldkampioenschap. Het podium wordt compleet gemaakt door Redding.
Marquez loopt door het uitvallen van Rossi en de slechte race van Lorenzo fors uit in de stand om het wereldkampioenschap. Lorenzo heeft 24 punten achterstand op Marquez. Rossi heeft een achterstand van 18 punten op Lorenzo en blijft op 103 punten staan. 

Alhoewel de Moto2 droog begon dreven donkere wolken over het TT-circuit. Luthi pakt met een goede start meteen een kleine voorsprong vanaf de startlijn. Aegerter weet in eerste instantie aan te sluiten, zodat er twee Zwitserse coureurs aan kop gingen. Morbidelli komt in het eerste deel van de wedstrijd snel naar voren en neemt zelfs even de leiding over in de wedstrijd. Nakagami neemt echter de leiding over en pakt al gauw een forse voorsprong, die op loopt tot meer dan 4 seconden. Zarco, Morbidelli en Luthi volgen de Japanner. Met minder dan 10 ronden te gaan verliest Luthi echter de aansluiting en na twee foutjes, waarbij de Zwitser een maal buiten de baan raakt, zakt hij terug naar de zesde positie. Met nog zes ronden te gaan begint het licht te druppen in Assen. Luthi is een van de slachtoffers van de regen en crasht. Nakagami geeft steeds meer van zijn voorsprong toe, en Zarco weet deze voorsprong te beperken tot minder dan twee seconden. De regen zet inmiddels door en op alle delen van het circuit wordt het nat. In de 23e ronde vraagt Nakagami om een rode vlag en krijgt deze ook van de wedstrijdleiding. De Japanner pakt op Assen zijn eerste overwinning in de Moto2. De tweede positie is voor Zarco en Morbidelli maakt het podium compleet.
Johann Zarco komt na de race in Assen op een gelijke hoogte met Alex Rins (126 punten) in de stand om het wereldkampioenschap. Sam Lowes staat 3e met 121 punten en Luthi staat met 93 punten 4e.

In de Moto3 race was tot op de laatste meters niet duidelijk wie de wedstrijd zou gaan winnen. De kopgroep bleef tot op het einde van de race bestaan uit meer dan 10 rijders, waar ook Bo Bendsneyder aansluiting bleef houden. Er werd doorlopend van positie en leiding gewisseld door de coureurs. In de laatste ronde kwam Migno vanaf de vijfde positie en nam met aanremmen voor de Geert Timmer-bocht de leiding, maar kon deze niet vasthouden, doordat hij wijd ging. Mahindra coureur Bagnaia kon profiteren van deze actie van Migno en nam de leiding in de laatste meters over. Een close-finish was de afsluiting van deze spannende wedstrijd vol inhaalacties, waar ook Di Giannantonio bij zat. Migno werd na de wedstrijd 1 positie teruggezet vanwege zijn actie in de laatse bochten van de wedstrijd, waardoor Di Giannantonio 2e werd, en Migno 3e. Bendsneyder finishte als negende, Livio Loi pakt een punt op de 15e positie.
Brad Binder behoudt de leiding in de stand om het wereldkampioenschap met 151. Met 103 punten volgt Navarro op de tweede positie, Fenati staat derde met 93 punten.

Foto: VDS Racing