Di Track, Rossi bersaing dengan sesama Italiano; Max Biaggi dan Loris Capirossi. Persaingan dengan Capirossi terbilang cukup kondusif. Keduanya saling menghormati di dalam maupun luar lintasan. Berbeda dengan persaingan Rossi dengan Biaggi.Â
Pada tahun 2001 sebelum GP Suzuka, Biaggi pernah berkonfrontasi dengan Rossi di sebuah restaurant dengan berkata "cuci dulu mulutmu sebelum mengucapkan nama saya!".Â
Di Suzuka 2001, Biaggi dan Rossi memperebutkan posisi dan Biaggi Nampak menyembabkan Rossi keluar Track, namun Rossi bertahan. Dan beberapa lap kemudian Rossi overtake Biaggi sambil mengacungkan jari tengah kepada rival utamanya tersebut. Masih pada tahun yang sama di Catalunya, keduanya beradu mulut hingga konon adu jotos sebelum podium.Â
Dengan kemenangan selama tahun 2001 sebanyak sebelas kali; Rossi mendominasi dan memenangkan title 500cc pertamanya dengan 325 poin, unggul 106 point dari Biaggi. Rossi juga merupakan satu-satunya pembalap satelit (Team non-pabrikan) yang pernah meraih gelar juara dunia.
Selama musim, Rossi juga bekerja sama dengan pembalap Amerika Colin Edwards untuk balapan ketahanan Suzuka 8 hours dengan menunggangi Honda VTR1000SPW, dan merupakan pembalap Italia pertama yang memenangkan balapan bergengsi tersebut.
Pada tahun 2002 Rossi sama sekali tidak butuh waktu lama untuk menyesuaikan diri dari motor 500 cc 2-tak ke motor MotoGP dengan mesin 4-tak dengan mesin yang lebih bongsor; 990 cc.Â
Ia berpindah Team ke Repsol Honda dan mengganti NSR500 nya dengan Honda RC211V. Rossi juara pada race pertama di Suzuka, juara dua di Afrika Selatan dan setelahnya menggondol juara pertama selama tujuh race berturut-turut. Satu kali retire di Czech GP, Rossi mendominasi musim pertama MotoGP dengan menjuarai sebelas dari enam belas seri.Â
Juara dunia 2002 disematkan pada dirinya di Rio de Janeiro GP, sementara masih empat race tersisa. Selanjutnya Rossi terus berturut-turut menjadi juara dunia pada tahun 2003, 2004 dan 2005.
