Algarve MotoGP 2021 diễn ra tại trường đua Portimao bắt đầu với hai vị trí xuất phát đầu tiên thuộc về Francesco Bagnaia và Jack Miller của Ducati, còn vị trí thứ ba thuộc về Joan Mir của Suzuki. Xếp hàng ở hàng xuất phát thứ 2 gồm Jorge Martin, Johann Zarco và Pol Espargaro. Trong khi đó tân vương của MotoGP 2021 Fabio Quartararo lại rơi xuống xếp thứ 7 cùng Alex Marquez và Morbidelli.
Ngay sau khi bắt đầu vòng mở màn Bagnaia tiếp tục thể hiện phong độ chói sáng khi giữ vững vị trí dẫn đầu của mình và theo sau anh là Mir và Miller. Vị trí thứ 4 thuộc về Jorge Martin còn Quartararo rơi xuống thứ 9. Tuy nhiên đến khúc cua số 4 của vòng đầu tiên Danilo Petrucci đã gặp phải tai nạn và phải kết thúc sớm chặng đua, còn người đồng đội của anh ở KTM Oliveira đã leo lên xếp thứ 10 từ vị trí thứ 17.
Sau 5 vòng đầu, Bagnaia vẫn là người dẫn đầu đoàn đua theo sát anh là Mir và họ bỏ xa Miller khoảng cách là 1 giây. Nhóm chạy sau top 3 gồm A. Marquez, Martin và Quartararo đang bám đuổi sít sao với thời gian chỉ chậm hơn 0,5 giây. Đến vòng thứ 8 A.Espargaro của Aprilia đã ngã còn đồng đội Vinales là người chạy cuối cùng.
Sau khi được nửa chặng đường, hai vị trí đầu tiên vẫn không thay đổi, Bagnaia vẫn đang dẫn trước Mir 1 giây. Tuy nhiên phía sau họ, Alex Marquez đã vượt qua Miller và bắt đầu áp sát hai tay đua dẫn đầu. Sai lầm nhỏ của Quartararo đã khiến anh đánh rơi vị trí của mình vào tay của Zarco. Nhà đường kinh vô địch Thế giới rơi xuống xếp thứ 7. Mặc dù bị vượt qua nhưng ngay lập tức Miller lấy lại vị trí thứ 3 của mình không lâu sau đó. Khi chặng đua chỉ còn 5 vòng đua nữa, bất ngờ Quartararo gặp tai nạn và đây cũng là lần đầu tiên trong mùa giải năm nay anh không thể hoàn thành một chặng đua.
Tiếp sau đó Oliveira và Lecuona đã xảy ra va chạm khiến cờ đỏ phải phất lên khi chặng đua còn hai vòng cuối cùng, do đó chặng đua tại Portimao đã phải kết thúc sớm với chiến thắng thuộc về Bagnaia và xếp sau anh lần lượt là Mir và Miller. Nhờ chiến thắng này, Ducati đã có mùa giải thứ 3 có được danh hiệu đối với đội đua nhà máy ở MotoGP 2021.
