Dopo aver iniziato con i go-kart, non è passato molto tempo prima che "The Doctor" seguisse le orme di suo padre Graziano nelle competizioni motociclistiche, vincendo il campionato regionale minimoto nel 1992, a 13 anni, prima di intraprendere il viaggio che lo ha portato al vertice delle competizioni motociclistiche.Rossi vincerà i campionati italiani nel 1995 e 1996, lasciando anche il segno nel suo campionato europeo di debutto nella classe 125 cc nel quale conquistò la terza posizione nella classifica piloti, prima di affacciarsi sulla scena mondiale nella stagione 1996.
La sua prima vittoria nel Campionato del mondo 125 cc arrivò in Repubblica Ceca quell'anno, e nella sua seconda stagione Rossi si rivelò semplicemente inarrestabile, vincendo 11 gare per conquistare il suo primo titolo mondiale.Nel 1998, Rossi passò al Campionato del mondo 250 cc e perse per un soffio il titolo contro molti piloti affermati, ma l'anno successivo ritornò più forte che mai per conquistare il suo secondo titolo mondiale.
Da lì, Rossi passò al Campionato del mondo 500 cc all'inizio degli anni 2000 e non ci volle molto prima di diventare un asso del motociclismo. L'italiano conquistò la sua prima vittoria nella massima categoria a Donington Park in quell'anno e superò in classifica molti ex campioni e leggende dello sport.Il 2001 segnò l'inizio dell'"Era Rossi" e in quella stagione VR46 vinse 11 delle 16 gare per poi essere incoronato campione del mondo della classe 500 cc.
Nel 2002, la classe regina divenne la MotoGP, ma a parte il cambiamento di nome e il passaggio da moto a due tempi da 500 cc a moto a quattro tempi da 990 cc, non vi fu alcuna differenza ai vertici della classifica. Rossi conquistò il titolo in quell'anno e di nuovo nel 2003, prima di iniziare la sua lunga collaborazione con Yamaha.
Fu subito una combinazione vincente, sancita da un altro titolo nel 2004, seguita nel 2005 da una stagione ancora più impressionante in cui il campione si aggiudicò il suo quinto titolo con un distacco di 147 punti dal secondo classificato.Dopo aver perso i titoli del 2006 e nel 2007, Rossi tornò in vetta nel 2008 con il personale record di punti in una stagione.
L'anno successivo, l'italiano fu coinvolto in un duro testa a testa con il suo compagno di squadra Yamaha Jorge Lorenzo per la conquista del titolo. Rossi riuscì a vincere la sfida della stagione aggiudicandosi il suo settimo titolo mondiale.Da allora, Rossi ha continuato a vincere anche le sfide più ardue, conquistando un totale di 89 gare in MotoGP con ben 198 podi: un vero record.