Fill de pare italià (l'antic pilot de motociclisme Livio Morbidelli) i mare brasilera,[1] Morbidelli va debutar en Gran Premi a la categoria de Moto2 al Gran Premi de San Marino del 2013, el mateix any que va guanyar el Campionat d'Europa de Superstock. Durant els anys següents va mantenir una línia ascendent al mundial que el portà de l'onzè lloc final el 2014 al quart el 2016. El 2017 va entrar a l'equip Marc VDS Racing Team i guanyà el seu primer Gran Premi de Moto2, el GP de Qatar. Durant aquell any en va guanyar set més i finalment es va proclamar campió del món de Moto2.
El 2018, Morbidelli va pujar a MotoGP amb el mateix equip al comandament d'una Honda, amb Thomas Lüthi de company, i va acabar la temporada com a millor debutant, en quinzena posició final. El 2019 va entrar al nou equip YamahaPetronas SRT com a company de Fabio Quartararo.
El 2020 continuà amb el mateix equip al costat de Quartararo. El romà va aconseguir el seu primer podi a MotoGP a la tercera prova de la temporada, el Gran Premi de la República Txeca, on fou segon. Durant la ronda següent, el Gran Premi d'Àustria, es va veure implicat en un accident impressionant amb Johann Zarco en què la seva Yamaha M1 i la Ducati Desmosedici de Zarco van travessar el circuit, afortunadament sense causar cap lesió.[2] Durant el Gran Premi de San Marino, després d'haver fet una molt bona sortida, Morbidelli va aconseguir escapar-se al capdavant unes voltes més tard i va poder aconseguir la seva primera victòria a la categoria reina.[3] Dos Grans Premis més tard va aconseguir la seva primera pole position a Catalunya,[4] però va ser el seu company d'equip Fabio Quartararo qui va guanyar la cursa. Un mes després, Morbidelli va guanyar la seva segona cursa de MotoGP al Gran Premi de Terol per davant dels dos pilots de SuzukiÀlex Rins i Joan Mir. Després d'una segona pole position al Gran Premi de la Comunitat Valenciana, va aconseguir-hi una tercera victòria en superar Jack Miller, amb qui mantingué un intens duel, a l'última volta. Mir acabà el setè i amb això en tingué prou per a proclamar-se campió.[4] A l'última ronda de la temporada, el Gran Premi de Portugal, Morbidelli va acabar al podi i va rematar la temporada com a subcampió, a 13 punts de Joan Mir.
Les temporades del 2021 al 2023 van ser força desafortunades per a Morbidelli i en acabar la darrera va deixar Yamaha i entrà al Pramac Racing, amb el qual correrà amb una Ducati durant la temporada del 2024.
.jpg)
