Petrucci berhasil mendapatkan tempatnya kembali pada lap berikutnya. Persaingan empat pebalap di depan berlangsung ketat.
Pada akhir lap ke-22 atau lima lap terakhir, Rossi memimpin di depan Petrucci, Dovizioso, dan Marquez. Keempat pebalap masih memakai ban slick.
Pada lap ke-23, Petrucci berhasil melewati Rossi di tikungan 1. Petrucci memimpin di depan Rossi. Dovizioso dan Marquez bersaing memperebutkan tempat ketiga.
Pada lap berikutnya, Rossi naik lagi ke posisi terdepan. Kedua pebalap terpisah tiga detik dari Dovizioso dan Marquez.
Memasuki dua putaran terakhir, Crutchlow bergabung dengan Dovizioso dan Marquez. Mereka memperebutkan posisi ketiga.
Memasuki lap terakhir, Rossi masih memimpin di depan Petrucci. Crutchlow berada di urutan ketiga, di depan Marquez dan Dovizioso.
Rossi berhasil mempertahankan posisinya hingga balapan berakhir. Dia meraih kemenangan pertama musim ini.
Bagi Rossi, ini merupakan kemenangan ke-10-nya di Sirkuit Assen dan delapan di antaranya dicatat pada kelas MotoGP.
Petrucci menempel ketat dan finis di urutan kedua. Marquez akhirnya finis di urutan ketiga, tepat di depan Crutchlow dan Dovizioso.
Hasil finis di urutan kelima cukup untuk mengantar Dovizioso naik ke puncak klasemen sementara, melewati Vinales yang tidak mendapatkan poin di Belanda.
Berikut hasil balapan GP Belanda.