Hayden hanya memenangkan dua race selama 2006, namun konsisten naik podium. Sementara Yamaha YZR-M1 tunggangan Rossi kerap mengalami sejumlah mechanical problem.
Rossi belum juga berhasil kembali ke tahta juara dunia di tahun 2007. Kala itu giliran Casey Stoner, pembalap berkebangsaan Australia yang unjuk gigi Bersama Team Ducati. Seiring dengan regulasi baru mengenai displacement 800 cc (dari semula 990 cc) yang diterapkan oleh Federale Internationale de Motocyclisme (FIM) Road Racing, Ducati merupakan salah satu Team yang mampu dengan cepat menyesuaikan diri dan menciptakan motor yang handal.Â
Walaupun punya output tenaga lebih kecil dari 990 cc namun dengan kubikasi lebih kecil membuat mesin 800 cc lebih ringan. Hingga memperbesar rasio perbandingan tenaga ke berat.Â
Efeknya Pembalap dapat melaju lebih panjang sebelum tiba di titik pengereman (late braking) dan memungkinkan mereka mencetak Lap tercepat.Dengan engine setting, powertrain yang tepat, dengan didukung Ban Michelin Pilot, Ducati Desmosedici GP7 tunggangan Stoner tidak tertandingi di lintasan.Â
Stoner memenangkan sepuluh dari total delapan belas race pada musim 2007 tanpa sekalipun retire. Kemenangan Ducati memutus dominasi motor dengan brand dari Jepang yang terus menang Grand Prix sejak 1973.
Tahun 2008, pembalap Yamaha bernomor 99; Jorge Lorenzo, pembalap berkebangsaan Spanyol, juara dunia kelas 250 cc dua kali, resmi jadi teammate Rossi di Yamaha, menggantikan Colin Edwards yang sudah Bersama Rossi sejak 2005.Â
Awalnya, hubungan Rossi dan Lorenzo cukup kondusif; Rossi memenangkan title 2008 sementara Lorenzo menderita dua tabrakan serius di Shanghai dan Laguna Seca hingga belum terbilang sebagai pesaing serius Rossi. Rossi lebih berkonsentrasi pada persaingannya dengan Casey Stoner yang makin intense pada di tahun itu.Â
Di Laguna Seca 2008; setelah saling menyusul, Rossi overtake Stoner di The Corckscrew. Aksi itu terbilang cukup agresif hingga menyebabkan Yamaha YZR-M1 tersebut melewati gravel dan kerb, kemudian dengan sekejab kembali ke lintasan dan nyaris bersentuhan dengan Desmosedici GP8 milik Stoner. Beberapa lap kemudian, di Turn 11 Stoner jatuh namun dapat segera bangkit kembali. Rossi memenangkan race tersebut.Â
Ketika Rossi ingin menjabat tangan Stoner di parc ferme, Stoner menolak. Pada konferensi pers, Stoner mengklaim bahwa beberapa tindakan Rossi dianggap agresif. Namun Rossi menyebut bahwa itulah balapan. Setelahnya Casey Stoner berkomentar, "Saya kehilangan rasa hormat terhadap salah satu pembalap terhebat dalam sejarah". Namun di seri berikutnya, Stoner meminta maaf kepada Rossi atas komentar tersebut.
Di Motegi, Rossi kembali mendapat kemenangan manis setelah bertempur dengan para rival pemburu juara dunianya. Dengan 281 points di klasemen sementara saat itu membuatnya tak terkejar lagi, dan otomatis menguncinya sebagai juara dunia 2009.Â
