Debutta nel 2015 con una Mahindra in Moto3 e già al terzo anno è una presenza costante sul podio. I numeri sono dalla sua parte, nel 2017 totalizza ben nove podi, tra cui una vittoria, e l’anno successivo si laurea campione del mondo nella classe cadetta con all’attivo ben sette vittorie. Nel 2019 il suo passaggio alla Moto2 è positivo e dopo aver conquistato due podi, è nella rosa dei favoriti nella stagione 2020. Le cose non vanno come sperato, a metà stagione risulta positivo al coronavirus e deve saltare due Gran Premi, uscendo così dai giochi per il titolo. Il 2020 si conclude in crescendo, con un quinto posto finale. Nel 2021 il tanto atteso passaggio alla MotoGP nel team Pramac. In occasione del Gran Premio di Doha, secondo appuntamento stagionale, conquista la sua prima pole position nella classe regina e conclude al terzo posto, ma è costretto a saltare i Gran Premi di Portogallo, Spagna, Francia e Italia a causa di un infortunio rimediato nelle prove del GP del Portogallo. Rientra e ottiene altre tre pole postion, la sua prima vittoria (GP Stiria) e un terzo posto. Chiude come il rookie dell'anno. Nel 2022 commette diversi errori, ottiene quattro podi e chiude nuovamente in nona posizione. Nel 2023 corre sempre con lo stesso team Pramac diventando uno dei protagonisti della stagione. Il pilota di Madrid è stato l'antagonista di Bagnaia al titolo, lottando fino all'ultimo Gran Premio stagionale, a Valencia. Assoluto dominatore delle Sprint, deve migliorare sulla lunga distanza, ma nel 2024 è tra i favoriti al titolo. Sempre con la squadra toscana, sempre alla guida di una Ducati.