Det blev en italiensk trippel på pallen med Andrea Dovizioso som tvåa och Andrea Iannone på tredjeplatsen. 36-åringe Rossi tog sin 109:e VM-seger i karriären. Den regerande världsmästaren Marc Marquez, Spanien, slutade femma i loppet.
– Jag har sagt det många gånger, men det här var en av de skönaste segrarna, säger Rossi.