Maverick Vinales nutzte einen Fehler von Francesco Bagnaia aus, um den Sieg im MotoGP-Sprintrennen beim Großen Preis von Portugal zu erringen und damit seinen ersten Sieg für Aprilia zu feiern. Vinales hat nun Geschichte geschrieben, da er der erste Fahrer ist, der für drei verschiedene Hersteller gewonnen hat: Suzuki, Yamaha und Aprilia. Marc Marquez sicherte sich seinen ersten Podiumsplatz mit den Farben von Gresini Ducati und belegte den zweiten Platz, während Jorge Martin, bekannt für seine Expertise in Sprintrennen, mit der Pramac Ducati-Bike den dritten Platz belegte.
Jack Miller führte das Rennen zunächst nach einem großartigen Start von Platz fünf an, wobei auch Marquez und Bagnaia beeindruckende Fortschritte in ihren Startpositionen machten. Marquez gelang ein unglaubliches Überholmanöver außen an Vinales vorbei in Kurve 12, während Aleix Espargaro seinen Aufstieg von der fünften Reihe auf den achten Platz fortsetzte. Bagnaia nutzte einen Moment der Unaufmerksamkeit von Miller auf der Geraden aus und übernahm die Führung, die er in den folgenden Runden komfortabel verteidigte.
Vinales und Marquez lieferten sich weiterhin einen Kampf um Podiumsplätze, bis Stürze von Alex Rins, Johann Zarco und Brad Binder ihre Hoffnungen im Sprintrennen zunichte machten. Trotz eines schwierigen Starts, der ihn auf den 11. Platz zurückwarf, kämpfte sich Rookie Pedro Acosta auf den siebten Platz zurück und erreichte damit seine ursprüngliche Qualifikationsposition.
Marquez fiel kurzzeitig hinter Vinales und Martin zurück, nachdem er von der Strecke abgekommen war, während Bagnaia scheinbar die Kontrolle hatte und auf Kurs war, seine Führung in der Meisterschaft mit einem Sieg im Sprintrennen auszubauen. Doch vier Runden vor Schluss unterschätzte der amtierende Champion die erste Kurve und ermöglichte Vinales, die Führung zu übernehmen, mit Martin auf dem zweiten und Marquez auf dem dritten Platz. Vinales baute dann seinen Vorsprung auf die Ducati-Fahrer aus, und seine Chancen wurden weiter gestärkt, als Marquez auf der vorletzten Runde Martin überholte.
In der Zwischenzeit fiel Enea Bastianini, der von der Pole-Position gestartet war, in der Rangliste zurück und konnte sich nicht für einen Podiumsplatz erholen. Er beendete das Rennen auf dem sechsten Platz hinter Miller auf der KTM. Acosta holte drei Punkte für seine Gesamtkampagne, Espargaro belegte den achten Platz und Fabio Quartararo sicherte Yamaha mit einem neunten Platz in Portimão einen wertvollen Punkt.