Era el primer año de la categoría de Moto3 y en el 2012 la cita de Mugello tuvo que esperar hasta la novena carrera, más tarde de lo habitual. Sandro Cortese llegaba a la cita italiana como líder del mundial con 148 puntos, 18 más que su máximo perseguidor, Maverick Viñales. Pero éste llegaba con muchas ganas de desquitarse del mal resultado cosechado en Sachsenring, donde fue 17º, mientras que Sandro ganó la carrera.
Viñales salió el sábado a por todas y se hizo con la pole position con casi medio segundo de ventaja sobre Cortese y casi un segundo sobre Álex Rins, que cerraba la primera fila. Pero en la salida fueron Zulfahmi Khairuddin y Efrén Vázquez quienes comenzaban liderando.La KTM del malasio era la moto que más corría. Prueba de ello fue que ninguno del numeroso grupo que le precedía podía adelantarle en la larga recta. A 17 del final, en la parte trasera, Alberto Moncayo y Luis Salom se fueron al suelo, en el mismo tiempo que el grupo comenzaba a fracturarse al ponerse Romano Fenati en cabeza.
A 12 del final, el grupo se reducía a 7 pilotos, que no paraban de pasarse en cada curva. Viñales comenzó a tirar marcando un fuerte ritmo, llevándose consigo a Fenati y Cortese. Danny Kent, que rodaba 4º, ya se encontraba a más de dos segundos. Llegaba así la fase decisiva y hasta la última vuelta no pudieron adelantar a Viñales. Fue Cortese que marcó la vuelta rápida de carrera, quién se ponía al frente pero Fenati y a continuación Viñales, se la devolvieron.
El #25 llegó a la salida de la última curva líder, pero supo aguantar las acometidas y ganó por solo 20 y 71 milésimas sobre Fenati y Cortese. Con su quinta victoria hasta el momento, se ponía solo a 9 puntos del alemán. Vázquez y Rins fueron 6º y 7º respectivamente mientras que Héctor Faubel cerraba el top 10. Adrián Martín sumó 3 puntos e Isaac Viñales no pudo sumar ninguno, 19º.
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