Aunque nueve de estos títulos llegaron antes de que se estrenara el MotoGP, en 2002, y de que Ducati compitiera con resultados constantes en la categoría reina del mundial de motociclismo. De hecho, Ducati nunca había competido en la categoría de 500, salvo en contadas ocasiones a principios de los años sesenta con Bruno Spaggiari, Phil Read y Paul Smart. El piloto italiano logró un 3er puesto en el Gran Premio de las Naciones de 1972 y dio a Ducati su único podio en 500.
Ducati debutó en MotoGP en 2003 y en el 6º GP, en Montmelò, subió al escalón más alto del podio gracias a Loris Capirossi. El piloto de Imola ganó 2 carreras en 2005 y tres en 2006, pero tuvo que esperar a 2007 para proclamarse campeón del mundo.
En 2007, Ducati ganó el título de MotoGP gracias al fichaje de Casey Stoner, que sorprendió a todos al conseguir 10 victorias, 14 podios, 5 poles y 367 puntos, y alzarse con el título de campeón en Japón, la tierra de sus rivales, el día de la última victoria en el Mundial y con la Ducati de Capirossi.
Pero ese año, los fabricantes japoneses se tomaron la revancha en Superbike, acaparando los tres primeros puestos de la clasificación con tres marcas diferentes. Por lo que Ducati tuvo que conformarse con el 4º puesto de Bayliss, el 6º de Rubén Xaus y el 7º de Lorenzo Lanzi.