Rätt tidigt under säsongen 2016 lyckades Rins bärga ett fabrikskontrakt med Suzuki att under 2017 köra för den japanska tillverkaren i MotoGP-klassen. Han fick Andrea Iannone som stallkamrat. Rins skadade sig på försäsongen och sedan igen under säsongen så att han missade flera Grand Prix. Mot slutet av året förbättrade han sina resultat, med fjärdeplatsen i Valencia som bästa resultat. Han kom på 16:e plats i VM. Rins fortsatte hos Suzuki 2018 och tog sin första pallplats i Argentinas GP. Han avslutade säsongen med två andraplatser och kom på femte plats i VM. Roadracing-VM 2019 tog Rins sin första Grand Prix-seger i MotoGP, i Amerikas Grand Prix den 14 april. Han vann också Storbritanniens Grand Prix efter en hård duell mot Marc Márquez. Totalt blev det en fjärdeplats i VM. Rins fortsätter hos Suzuki säsongen 2020.