A temperatura alta e a capacidade de administrar o desgaste dos pneus foram fatores decisivos na classificação final do GP de Indianápolis. O australiano Casey Stoner, da Repsol Honda, que esteve forte durante todo o final de semana, perdeu a liderança na largada, ao ser superado por seu companheiro de equipe Dani Pedrosa e pelo rival Jorge Lorenzo (Yamaha Factory Racing). O australiano ultrapassou Lorenzo sem grandes dificuldades na segunda volta e não demorou para chegar em Pedrosa para assumir a liderança na sexta volta.
Stoner conquistou sua sétima vitória da temporada, a terceira consecutiva e abriu uma vantagem de 44 pontos na classificação geral sobre o rival e atual campeão do mundo Jorge Lorenzo.
Pedrosa teve de se contentar com o segundo posto, enquanto o norte-americano Ben Spies, da Yamaha Factory Racing, depois de um início de corrida cheio de problemas conseguiu uma bela recuperação, roubando no final da corrida o terceiro lugar do pódio de seu companheiro de equipe Lorenzo.
Andrea Dovizioso (Repsol Honda) foi o quinto, seguido por Álvaro Bautista (Rizla Suzuki), Colin Edwards (Monster Yamaha Tech 3). Em oitavo Randy de Puniet (Pramac Racing Team), seguido por Hiroshi Aoyama (San Carlo Honda Gresini) e Valentino Rossi (Ducati Team) fechando a lista dos dez primeiros depois do italiano ter chegado a rodar um bom tempo em último.
A Moto2 teve um pódio inteiramente espanhol, com Marc Márquez (Team CatalunyaCaixa Repsol) no posto mais alto, ladeado por Pol Espargaró (HP Tuenti Speed Up) e Esteve Rabat (Blusens-STX) na segunda e terceira posição, respectivamente.
Bradley Smith (Tech 3 Racing) foi quarto, com o compatriota britânico Scott Redding (Marc VDS Racing) chegando logo atrás. Stefan Bradl (Viessmann Kiefer Racing) que largou apenas na 22ª posição conseguiu uma boa recuperação para terminar em sexto, mantendo a liderança no Campeonato, agora com 28 pontos de vantagem sobre Márquez.
Julián Simón (Mapfre Aspar) terminou em sétimo, com Mattia Pasini (Ioda Racing Project), Mika Kallio (Marc VDS Racing) e Aleix Espargaró (Pons HP 40) completando a lista dos dez primeiros.
Na 125cc o líder do campeonato Nicolas Terol, da Bankia Aspar, garantiu sua sexta vitória da temporada, ampliando para 26 pontos sua vantagem sobre Johann Zarco (Avant-AirAsia-Ajo) na luta pelo título. Maverick Viñales (Blusens by Paris Hilton Racing) e Sandro Cortese (Intact Racing Team Germany) completaram o pódio.
Sergio Gadea (Blusens by Paris Hilton Racing Team) ficou em quarto, com o francês Johann Zarco (Avant-AirAsia-Ajo), Efrén Vázquez (Avant-AirAsia-Ajo) e Héctor Faubel (Bankia Aspar) vindo a seguir.
O português Miguel Oliveira (Team Andalucía Banca Cívica) largou mal, caiu para a última posição na primeira curva, mas recuperou muitas posições para terminar no oitavo posto. Jonas Folger (Red Bull Ajo Motorsport) e Jakub Kornfeil (Ongetta-Centro Seta) fecharam a lista dos dez primeiros.