Pada saat bersamaan, Stoner membuat rekor baru di Sirkuit Indianapolis ketika membukukan waktu tercepat 1 menit 39,182 detik sehingga mengalahkan waktu terbaik yang dibukukan Lorenzo pada musim lalu. Ini sekaligus membuat Stoner semakin jauh di depan karena unggul 2,3 detik atas Pedrosa. Performa yang ciamik itu membuat Stoner tak terbendung lagi untuk membukukan kemenangan ketujuh pada musim 2011. Sementara itu, Valentino Rossi justru bermasalah dengan motornya sehingga "The Doctor" terpuruk ke posisi juru kunci alias ke-17.
Spies, yang sempat terpuruk ke barisan tengah meskipun start dari urutan kedua, secara perlahan merangsek ke depan. Pada lap ke-11, pebalap tuan rumah ini melewati Dovizioso, sebelum mengalahkan Simoncelli, untuk mengancam Lorenzo. Enam lap berselang, Spies berhasil mengalahkan Lorenzo di lintasan lurus untuk menempati urutan tiga. Posisi tersebut mungkin yang terbaik yang bisa diraih karena dia sudah tertinggal 11,2 detik dari Stoner.
Rupanya, persoalan juga mendera Simoncelli. Daya cengkeram ban depan yang berkurang membuat si jabrik asal Italia tersebut tak mampu menggeber motornya secara maksimal. Akibatnya, posisi Simoncelli terus melorot. Saat balapan tersisa 10 lap, "Super Sic" terpuruk ke urutan kedelapan karena disalip Alvaro Bautista (Suzuki) dan Colin Edwards (Yamaha Tech 3).
Performa motor yang buruk tak membuat Rossi menyerah. Setelah sempat masuk garasi, juara dunia tujuh kali MotoGP tersebut berjuang untuk terhindar dari posisi juru kunci. Ketika balapan memasuki lap ke-22, Rossi secara perlahan memperbaiki posisinya sehingga ia bisa berada di urutan ke-12. Sementara itu, Hayden justru gagal menyelesaikan lomba karena saat tersisa 3 lap, giliran dia masuk garasi akibat mengalami persoalan pada motor. Ini menjadi hari yang buruk bagi Ducati karena Karel Abraham, yang juga menggunakan mesin Ducati, sudah lebih dulu berhenti pada lap ke-21.
Pada lap terakhir, Rossi kembali membuat sebuah kemajuan karena berhasil melewati Cal Crutchlow dan Simoncelli sehingga finis di urutan ke-10. Sementara itu, di bagian depan tak ada perubahan komposisi pebalap karena Stoner finis di urutan terdepan, diikuti Pedrosa, Spies, Lorenzo, Dovizioso, Bautista, Edwards, Randy de Puniet, dan Hiroshi Aoyama di urutan sembilan.
Bagi Stoner, semua misinya pada GP Indianapolis ini terpenuhi. Setelah meraih pole (yang ketujuh pada 2011), dia juga membukukan kemenangan ketujuh, sekaligus mengakhiri kisah buruk di Indy. Di atas semuanya, Stoner kini kian jauh dari kejaran Lorenzo, yang menjadi rival terdekat dalam perburuan gelar juara dunia 2011.
- Hasil GP Indianapolis
1. Casey Stoner 46:52.786
2. Dani Pedrosa +04.828
3. Ben Spies +10.603
4. Jorge Lorenzo +16.576
5. Andrea Dovizioso +17.202
6. Alvaro Bautista +30.447
7. Colin Edwards +39.690
8. Randy de Puniet +53.416
9. Hiroshi Aoyama +53.790
10. Valentino Rossi +55.345
11. Cal Crutchlow +57.184
12. Marco Simoncelli +01:00.141
13. Toni Elias +01:02.169
14. Hector Barbera +01:00.6
15. Nicky Hayden
16. Karel Abraham DNF
17. Loris Capirossi DNF