Jorge Lorenzo va començar la temporada com a vigent campió del món,[1] mentre que Honda n'era el de constructors. El campió vigent de Moto2, Marc Márquez, va debutar aquell any a MotoGP amb l'equip Repsol Honda,[2] on tenia de company Dani Pedrosa. Altres novetats de la temporada eren el fitxatge de Valentino Rossi per Yamaha, on seria company d'equip de Jorge Lorenzo i el fitxatge d'Andrea Dovizioso per Ducati.
Lorenzo (Yamaha) i els companys d'equip de Repsol Honda, Márquez i Pedrosa, van lluitar durant la major part de la temporada pel títol. Lorenzo va guanyar la primera cursa de la temporada a Qatar[3] i tot seguit, el debutant Márquez va esdevenir el guanyador més jove de la història de MotoGP[4] en aconseguir la victòria al primer Gran Premi de les Amèriques, a Texas.[5] Pedrosa va aconseguir dues victòries consecutives a Jerez, on Márquez i Lorenzo van lluitar pel segon lloc i van topar a l'últim revolt,[6] i a Le Mans,[7] abans que Lorenzo fes el mateix a Mugello[8] i Catalunya (a Mugello, Márquez es va retirar després de caure quan anava segon).[8] A Assen, Lorenzo va caure durant els entrenaments i es va fracturar la clavícula i després d'una cirurgia d'emergència, tot i els informes inicials que deien que no participaria durant la resta del cap de setmana,[9] va córrer a la cursa i va acabar-hi cinquè.[10] Márquez i Pedrosa van acabar-hi segon i quart respectivament,[10] mentre que Valentino Rossi va aconseguir la seva primera victòria des del 2010.[10] Márquez va guanyar les quatre curses següents,[11] començant a Sachsenring,[12] on tant Lorenzo com Pedrosa van ser baixa per lesions; Lorenzo, per les seqüeles de la seva lesió a Assen després de caure de nou als entrenaments,[13] mentre que Pedrosa va ser descartat per la seva baixa pressió arterial a causa d'un incident extern.[14]
Marc Márquez celebrant el títol a Xest
Després de dues victòries més de Lorenzo a Silverstone[15] i Misano,[16] Márquez i Pedrosa van topar al Gran Premi d'Aragó, on un lleuger toc va fer que un sensor de la moto de Pedrosa li esquincés i tallés el sistema de control de tracció.[17] Márquez va acabar superant Lorenzo i va guanyar.[18] Després que Pedrosa guanyés a Malàisia,[19] Márquez tenia un avantatge de 43 punts al campionat a tres curses del final.[20] Tanmateix, una desqualificació a Austràlia,[21] així com la victòria de Lorenzo tant a Austràlia com al Japó van reduir aquest marge a tretze[22] abans de la cursa final a Xest, la qual esdevenia decisiva per al títol per primer cop des del 2006.[22] Després de lluitar contra Pedrosa i Lorenzo a les primeres fases de la cursa, Márquez va acabar-hi tercer i amb això en va tenir prou per a proclamar-se el campió més jove de la categoria reina, superant el rècord de Freddie Spencer de 1983.[4] A més a més, Márquez va esdevenir el primer debutant des de Kenny Roberts el 1978 a guanyar el campionat en la seva primera temporada a la categoria[4] i el quart a guanyar campionats del món en tres categories diferents, al costat de Mike Hailwood, Phil Read i Valentino Rossi.[4] Amb el segon lloc de Pedrosa, darrere de Lorenzo,[23] n'hi va haver prou perquè Honda aconseguís el títol de constructors.
Pol Espargaró es va proclamar campió[24][25] després de superar Scott Redding cap al final de la temporada. Amb sis victòries al llarg de l'any, Espargaró va guanyar el campionat amb 40 punts d'avantatge sobre Redding, que va guanyar tres curses, mentre que el tercer lloc va ser per a Tito Rabat, també amb tres victòries. Nico Terol, que va acabar setè, va guanyar unes altres tres curses. Les altres dues victòries van ser per a Mika Kallio, quart al campionat i Jordi Torres, desè.
Àlex Rins, Lluís Salom i Miguel Oliveira al podi de Sepang
El campionat va estar dominat per tres pilots dels Països Catalans, tots amb motos KTM: Maverick Viñales, Àlex Rins i Lluís Salom, seguits d'un altre català, el germà petit de Marc Márquez, Àlex Márquez. Igual que a la categoria reina, a la cursa final es va decidir el títol entre Salom, Rins i Viñales; si algun d'ells guanyava la cursa, acabava campió, independentment dels resultats dels altres.[26] Després que Salom caigués al començament de la cursa, Rins i Viñales van lluitar al capdavant i Viñales en sortí com a vencedor i campió, mentre que Rins fou superat a la línia de meta per Jonas Folger.[27][28] Com que Salom només va poder remuntar després de la caiguda fins a la catorzena posició, Rins va acabar subcampió per davant seu.
Atès que totes les curses les guanyaren pilots de KTM (set victòries per a Salom, sis per a Rins, tres per a Viñales i una per a Álex Márquez), la marca austríaca va guanyar còmodament el campionat de constructors.[29]
A la categoria de MotoGP s'hi va introduir un nou sistema de classificació en què els autors dels onze millors temps dels tercers entrenaments lliures passaven directament a la primera sessió de classificació. Els dos pilots més ràpids d'aquella sessió s'unien als deu més ràpids de la segona per tal d'establir les primeres 12 posicions de la graella de sortida.
↑«First Moto3 victory for Álex Márquez»(en anglès).Repsol,27-10-2013. Arxivat de l'original el 10/11/2013.[Consulta: 10 novembre 2013].«With just one race left in the World Championship, five-point separate Salom, Viñales and Rins, so the winner of the Valencia GP will be crowned Moto3 World Champion 2013.»