Con las expectativas por el título mundial que podía lograr Marc Márquez en esta carrera, en la salida el piloto catalán lideraba el grupo con Pol Espargaró a su rueda, aunque en el viraje siguiente Taaki Nakagami se pondría primero. Durante las dos vueltas siguientes, los adelantamientos se sucedían en el grupo de cabeza entre Márquez, Nakagami, Espargaró, Thomas Luthi, Johann Zarco y Scott Redding.
Sin embargo, Espargaró conseguiría alcanzar de nuevo la primera posición y tirar con fuerza para lograr un segundo de ventaja sobre Márquez y el resto. Entre ellos, Márquez y Redding se lanzarían en busca de Espargaró, dejando descolgados a Anthony West, Dominique Aegerter y Tito Rabat, justo cuando Redding adelantaba a Márquez para rodar segundo. Para entonces, Espargaró estaba ya a más de tres segundos del australiano.
Con la cabeza de carrera rota por la escapada de Espargaró, que ya tenía a 15 vueltas del final más de siete segundos respecto a Redding y Márquez, y los puestos del podio aparentemente decididos, por la cuarta posición seguían luchando el local West, Aegerter y Rabat con Simone Corsi, Nakagami, Mika Kallio y Zarco algo más retrasados. El ritmo en este grupo era alto y poco después West comenzaría a recuperar terreno respecto a Márquez y Redding.
Cuando apenas restaban seis vueltas Espargaró seguía líder con más de 12 segundos mientras que Redding se mantenía segundo y lograba unos metros de ventaja sobre Márquez. Al mismo tiempo West forzaba su ritmo y se situaba a menos de un segundo por detrás del piloto del equipo Repsol-Catalunya Caixa. Márquez recuperaba la rueda de Redding, pero ya con West en la estela de ambos.
Con sólo dos vueltas para el final West adelantaba a Márquez y acosaba a Redding, mientras que más atrás Kallio se caía después de tocarse con Corsi. Desde el muro marcaban a Márquez "P4 OK". Sin embargo, West pasaba a Redding y era segundo, al tiempo que Márquez adelantaba también al británico.
Espargaró vencería con total autoridad y Márquez entraba en meta en tercera posición para celebrar el título de nuevo campeón del Mundo de Moto2. Entre el resto de los españoles, Tito Rabat era octavo, Jordi Torres undécimo, Toni Elías 13º, Ricky Cardús 17º, Nico Terol 18º y Elena Rosell 24º.
Clasificación Carrera Gran Premio de Australia Moto2
| 1 | Pol ESPARGARO | KALEX | 39'26.486 |
| 2 | Anthony WEST | SPEED UP | 39'43.297 |
| 3 | Marc MARQUEZ | SUTER | 39'43.323 |
| 4 | Scott REDDING | KALEX | 39'43.443 |
| 5 | Dominique AEGERTER | SUTER | 39'52.504 |
| 6 | Johann ZARCO | MOTOBI | 39'52.514 |
| 7 | Simone CORSI | FTR | 39'52.577 |
| 8 | Esteve RABAT | KALEX | 39'52.858 |
| 9 | Randy KRUMMENACHER | KALEX | 39'52.960 |
| 10 | Takaaki NAKAGAMI | KALEX | 39'53.066 |
| 11 | Jordi TORRES | SUTER | 40'03.006 |
| 12 | Bradley SMITH | TECH 3 | 40'03.051 |
| 13 | Toni ELIAS | KALEX | 40'03.356 |
| 14 | Xavier SIMEON | TECH 3 | 40'04.706 |
| 15 | Mike DI MEGLIO | KALEX | 40'10.836 |
| 16 | Yuki TAKAHASHI | FTR | 40'15.072 |
| 17 | Ricard CARDUS | AJR | 40'15.249 |
| 18 | Nicolas TEROL | SUTER | 40'15.254 |
| 19 | Ratthapark WILAIROT | SUTER | 40'18.973 |
| 20 | Marcel SCHROTTER | BIMOTA | 40'19.055 |
| 21 | Gino REA | SUTER | 40'19.193 |
| 22 | Tomoyoshi KOYAMA | SUTER | 40'38.573 |
| 23 | Alessandro ANDREOZZI | SPEED UP | 40'47.941 |
| 24 | Elena ROSELL | SPEED UP | 39'33.846 |
| 25 | Marco COLANDREA | FTR | 39'33.855 |
