La Desmosedici GP16, que por segunda temporada consecutiva se confió a la pareja totalmente italiana formada por Andrea Dovizioso y Andrea Iannone, se presentó en febrero de 2016. El jefe de Ducati Corse, Gigi Dall'Igna, la calificó de "evolución" de las motos anteriores, pero pronto demostró ser la moto más rápida en las rectas con su potencia extrema.
Las aletas se mantuvieron del año anterior, aunque ahora coloreadas a juego con la Desmosedici predominantemente blanca y roja, pero estos apéndices aerodinámicos empezaban a tener un efecto dramático en el rendimiento general de la moto. Dall'Igna había allanado claramente el camino para un nuevo desarrollo técnico en MotoGP, contra el que todos los demás fabricantes se estaban poniendo al día, y que marcó un importante punto de inflexión en la historia de las carreras de motos.
En la décima carrera de la temporada en Austria, Ducati dominó todas las sesiones y la carrera, pero el piloto que consiguió la primera victoria para Ducati desde que Casey Stoner ganara para el equipo en el Gran Premio de Australia de 2010 fue Iannone, que superó a su compañero de equipo en la penúltima curva de la última vuelta para conseguir su primera victoria en MotoGP.
En la ronda 17, en Sepang (Malasia), fue el turno de Dovizioso de ganar con la GP16. El piloto de Forlimpopoli superó a Valentino Rossi en condiciones de mojado para poner el sello a su primera victoria con Ducati y su primer triunfo desde Donington Park con Honda en 2009.
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