La Desmosedici GP16, che per la seconda stagione consecutiva è stata affidata al binomio tutto italiano Andrea Dovizioso e Andrea Iannone, è stata svelata a febbraio 2016. Gigi Dall'Igna, boss di Ducati Corse, l'ha definita una "evoluzione" delle moto precedenti, ma si è presto rivelata la moto più veloce in rettilineo con la sua potenza estrema.

Le alette sono rimaste dall'anno precedente, anche se ora colorate per abbinarsi alla Desmosedici prevalentemente bianca e rossa, ma queste appendici aerodinamiche cominciavano ad avere un effetto prorompente sulle prestazioni complessive della moto. Dall'Igna aveva chiaramente aperto un nuovo sviluppo tecnico in MotoGP, rispetto al quale tutte le altre Case si trovano a dover recuperare terreno e che segna una svolta importante nella storia delle corse motociclistiche.

Nella decima gara della stagione in Austria, la Ducati ha dominato tutte le sessioni e la gara, ma il pilota che ha ottenuto la prima vittoria per la Ducati da quando Casey Stoner ha vinto per la squadra nel Gran Premio d'Australia 2010 è stato Iannone, che ha superato il suo compagno di squadra alla penultima curva dell'ultimo giro per aggiudicarsi la sua prima vittoria in MotoGP.

Nel 17mo round di Sepang in Malesia, è toccato a Dovizioso vincere con la GP16, il pilota di Forlimpopoli ha avuto la meglio su Valentino Rossi in condizioni di bagnato per mettere il sigillo sulla sua prima vittoria con la Ducati e sulla prima vittoria dai tempi di Donington Park con la Honda in 2009.

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