Pada 15 September 2007, Dovi menegaskan, ia akan naik ke kelas MotoGP dengan skuad saat itu untuk musim 2008. Ia finis keempat di pembukaan musim di Qatar, melewati Valentino Rossi di lap kedua dari belakang, pada debutnya di kelas balap teratas.
Dovi menggantikan Nicky Hayden sebagai pembalap Repsol Honda untuk musim 2009. Dia pun berpasangan dengan Dani Pedrosa dari Spanyol. Dovi memenangkan balapan MotoGP pertamanya di Donington Park, Inggris , pada Juli 2009.
(Andrea Dovizioso saat perilisan WithU Yamaha RNF, foto: MotoGP)
Pada 2011, Dovi kembali ke Repsol Honda untuk musim ketiga berturut-turut. Dia mengendarai motor yang sama dengan Casey Stoner dan Dani Pedrosa. Saat itu, ia finis kedua untuk keempat kalinya di Republik Ceko.
Setahun setelahnya, Dovi pun finis di lima besar dalam tiga penampilan pertamanya untuk Tech3 pada 2012. Sementara itu, setelah Valentino Rossi kembali ke tim resmi Yamaha pada 2013, Dovi direkrut oleh Ducati untuk menggantikan Rossi.
Rekan lama Dovi di Tech 3, Cal Crutchlow, bergabung dengannya di Ducati. Alhasil, para pembalap, yang berkompetisi dengan Tech3 pada 2012, bersatu lagi di Ducati.
Dovi tetap bersama Ducati untuk musim ketiga berturut-turut. Ia pun berpartner dengan Andrea Iannone, sesama pembalap Italia yang pindah dari Pramac Racing. Dovi tidak berganti tim juga pada 2020. Sayang, pada akhir musim, Dovi berpisah dengan Ducati.
Dovi sempat menjadi pembalap penguji Aprilia Gersini pada musim 2021. Pada pertengahan musim 2021, Dovizioso bergabung dengan Petronas Yamaha. Pada musim 2022, ia tetap di Petronas Yamaha yang telah berganti nama menjadi WithU Yamaha RNF.
Demikian biodata dan karier dari Dovizioso. Semoga bermanfaat!
(Andika Pratama)