4. YZR M1
Kemudian, ada YZR M1. Motor ini digunakannya pada MotoGP 2004-2006. Motor ini digunakannya kala pertama kali pindah ke Yamaha dari Honda.
Rossi pun bisa bekerja apik karena terus mempertahankan gelar juaranya yang diraih bersama Honda. Dia menjadi juara di MotoGP 2004 dan 2005.
3. YZR M-1 800 cc
Masih dari Yamaha, ada motor YZR M-1 800 cc yang juga pernah digunakan Rossi. Dia tepatnya memakai motor ini kala mentas di MotoGP pada 2007-2010.
Dengan jenis motor daya mesin baru tersebut kala itu, Rossi pun bisa merebut gelar juara pada 2008 dan 2009. Tetapi, Rossi hanya memakai motor ini hingga 2010. Pada 2011, dia hijrah ke Ducati.