Til tross for en dårlig start av Rossi ble det likevel italiensk jubel til slutt. Han satte den ene raske runden etter den andre og til slutt hadde han hentet inn både landsmann Dovizioso og teamkollega og rival Jorge Lorenzo.
Midtveis i løpet passerte han dem begge, men Dovizioso ga ham kamp om seieren helt inn. I mål var Rossi 0.224 sekunder foran. Lorenzo ville med en pallplass sikre seg sammenlagtseieren i MotoGP og tredjeplassen gjorde dagen komplett for Fiat Yamaha-teamet. Det var forøvrig Lorenzos trettende pallplass for sesongen og vitner om en helt utrolig stabil kjøring av spanjolen.
Ben Spies (Monster Yamaha Tech 3) ble nummer fire, mens rookie Álvaro Bautista (Rizla Suzuki) tangerte sesongbeste med sin femteplass. På de neste plassene fulgte Nicky Hayden (Ducati Team) og Hiroshi Aoyama (Interwetten Honda MotoGP), Marco Simoncelli (San Carlo Honda Gresini), Marco Melandri (San Carlo Honda Gresini) og Randy de Puniet (LCR Honda).
Resultater fra Malaysia GP:
1 Valentino ROSSI ITA Fiat Yamaha Team Yamaha 162.2 41’03.448
2 Andrea DOVIZIOSO ITA Repsol Honda Team Honda 162.1 +0.224
3 Jorge LORENZO SPA Fiat Yamaha Team Yamaha 161.8 +6.035
4 Ben SPIES USA Monster Yamaha Tech 3 Yamaha 161.3 +13.676
5 Alvaro BAUTISTA SPA Rizla Suzuki MotoGP Suzuki 161.1 +15.402
6 Nicky HAYDEN USA Ducati Team Ducati 160.9 +18.826
7 Hiroshi AOYAMA JPN Interwetten Honda MotoGP Honda 160.8 +20.218
8 Marco SIMONCELLI ITA San Carlo Honda Gresini Honda 160.6 +23.574
9 Marco MELANDRI ITA San Carlo Honda Gresini Honda 160.6 +23.964
10 Randy DE PUNIET FRA LCR Honda MotoGP Honda 160.1 +31.850
11 Hector BARBERA SPA Paginas Amarillas Aspar Ducati 159.7 +38.579
12 Mika KALLIO FIN Pramac Racing Team Ducati 159.6 +38.849
13 Colin EDWARDS USA Monster Yamaha Tech 3 Yamaha 111.0 6 Laps