Είναι πολλαπλά παγκόσμιος πρωταθλητής σε όλες τις κατηγορίες του MotoGP και θεωρείται ένας από τους πιο πετυχημένους αγωνιζόμενους όλων των εποχών. Ο γιατρός ακολούθησε τα βήματα του πατέρα του Graziano Rossi, ξεκινώντας την αγωνιστική του καριέρα το 1996 όταν αγωνίστηκε για την Aprilia στην κατηγορία των 125 κ.εκ. όπου και κατέκτησε το πρώτο παγκόσμιο πρωτάθλημα.
Ακολούθησε η κατηγορία 250 κ. εκ. πάλι με Aprilia όπου κατέκτησε το 1999 και σε αυτήν την κατηγορία το Παγκόσμιο Πρωτάθλημα. Ανέβηκε κατηγορία το 2000 κερδίζοντας το Παγκόσμιο Πρωτάθλημα στα 500 κ. εκ. με Honda το 2001, 2002 και 2003 και συνέχισε το 2004, 2005, 2008 και 2009 με Yamaha. Στην Ducati πήγε το 2001 αλλά μετά από 2 χρονιές χωρίς νίκη επέστρεψε στην Yamaha. Δείτε τον doctore πως καταφέρνει το 2015 στο Grand Prix της Valencia να τερματίσει τέταρτος μετά από έναν συγκλονιστικό αγώνα.