2010年のカタルーニャグランプリは、ロードレース世界選手権の2010年シーズン第7戦として、7月2日から4日までスペインのカタロニア・サーキットで開催された。125ccクラス予選では、マルク・マルケスが3戦連続でポールポジションを獲得した。これはバレンティーノ・ロッシが同記録を達成した当時（のドイツGP）の年齢（18歳と153日）を更新する、史上最年少（17歳と136日）での3連続PPとなった。日曜の決勝レースでもマルケスが強さを見せ、独走で4連勝を遂げた。この4連勝達成もロッシの記録を上回る史上最年少記録となった。また125ccクラスでの4連勝は、の宇井陽一以来だった。2位争いはブラッドリー・スミス、ポル・エスパルガロ、ニコラス・テロルの3台によって展開されていたが、ファイナルラップにテロルは転倒し、スミスが2位、エスパルガロが3位となった。これによりマルケスが初のポイントリーダーとなり、2番手には1ポイント差でエスパルガロ、ランキングトップだったテロルは14ポイント差の3位に落ちた。Moto2クラス予選では、アンドレア・イアンノーネがシーズン3度目・2戦連続となるポールポジションを獲得した。2番手に今回から新型シャシーを投入したテック3の高橋裕紀、3番手に鎖骨を骨折中のトーマス・ルティ、4番手に地元トニ・エリアスと続いた。決勝レースではオープニングラップの第1コーナーでブレーキングポイントを誤ったアレックス・デボンが起因となり、富沢祥也ら9台が転倒する多重クラッシュが発生した。2周目、そのクラッシュによりイエローフラッグが振られていた区間でイアンノーネが高橋を追い抜いてしまう。その後イアンノーネはトップを独走していたが、追い抜きのペナルティとして2位に下がるように指示が出された。ところがイアンノーネはこの指示が理解できないまま周回を重ねてしまい、結局ピットインしてライドスルーペナルティを受けることとなり、下位に沈んだ。これで高橋がトップに立ち、後続をどんどん離して独走、2006年のドイツGP(250cc)以来となるグランプリ3勝目・Moto2クラス初優勝を遂げた。2位にはルティ、続いて3位にフリアン・シモンが入った。ポイントランキングでは、今回5位に入ったエリアスがランキングトップを維持。ランキング2位だった富沢はリタイヤによるノーポイントで4位に落ち、ルティが2番手、シモンが3番手に浮上した。MotoGPクラスでは、第4戦イタリアGPで右脛骨複雑骨折の重傷を負って療養中のバレンティーノ・ロッシ（フィアット・ヤマハ）の代役として、YZR-M1の開発ライダーである41歳の吉川和多留が今回参戦した。土曜日の予選では、その吉川のチームメイトのホルヘ・ロレンソが3戦連続となるポールポジションを獲得した。2番グリッドにはドゥカティ・マルボロのケーシー・ストーナー、3番手には3戦連続のフロントロウとなるLCRホンダのランディ・ド・プニエが入った。日曜日の決勝では、トップを走るロレンソをレプソル・ホンダのアンドレア・ドヴィツィオーゾが僅差で追う展開となっていたが、15周目にドヴィツィオーゾが転倒した後はロレンソが独走し、シーズン5勝目・3連勝を遂げた。2位にはダニ・ペドロサ、3位にケーシー・ストーナーと続き、前戦と同じメンバーが表彰台に立った。ポイントランキングでは、トップのロレンソと2番手のペドロサの差は52ポイントとなった。

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