Tak pelak, Rossi membuat lompatan ke kelas premier pada tahun berikutnya, dan dia membuang sedikit waktu saat mengendarai Honda NSR500. Pembalap rookie Italia itu gagal finis dalam dua balapan pembukanya, tetapi podium segera hadir, dengan yang pertama datang di Jerez.
Kemenangan pertama datang di Donington Park saat ia mengumumkan dirinya sebagai penantang gelar kelas 500cc. Meski meraih kemenangan kedua di Grand Prix Rio de Janeiro musim itu, gelar juara dunia jatuh ke tangan Kenny Roberts Jr pada pergantian abad.
5 Gelar Beruntun
Jorge Lorenzo memastikan gelar juara dunia MotoGP 2010 setelah finis ketiga MotoGP Malaysia di Sirkuit Sepang, Malaysia, (10/10/2010). Valentino Rossi menjadi juara seri Malaysia ini. (AFP Photo/Saeed Khan)
Pada musim keduanya di kelas tertinggi, Rossi mulai menancapkan namanya. Pada 2001 ia menyegel gelar juara dunia di kelas 500 cc. Torehan 11 kemenangan dalam 16 balapan membuat The Doctor melaju kencang dalam perburuan gelar, dengan saingan terdekatnya, Max Biaggi, tertinggal 106 poin di posisi kedua.
Pada tahun debut MotoGP, Rossi melanjutkan performanya dan meningkatkan margin kemenangan menjadi 140 poin, dengan Biaggi dan Alex Barros menjadi satu-satunya pembalap lain yang mengklaim kemenangan.
