Nel 2018 inizia la seconda stagione consecutiva come pilota ufficiale Ducati. Dopo un inizio non esaltante trova la prima vittoria con la Ducati in occasione del Gran Premio d'Italia al Mugello. Si ripete nel successivo Gran Premio di Catalogna, dopo essere partito dalla pole position. Riesce a vincere due gare consecutive, risultato che non otteneva dal Gran Premio d'Italia del 2016. In Olanda, ad Assen, taglia il traguardo in settima posizione. In Germania sesto. In Repubblica Ceca giunge secondo alle spalle del compagno di squadra Andrea Dovizioso. Vince in Austria, dopo un duello con il connazionale Marc Marqùez durata fino a poche curve alla fine. Ottiene la pole position in Gran Bretagna, ma la gara viene cancellata perché l'asfalto non drenava la pioggia. Ottiene la pole position nel Gran Premio di San Marino ma cade al penultimo giro mentre era in seconda posizione a causa di questo errore concluse 17º. Ottiene la pole position in Aragona ma scivola subito dopo la partenza procurandosi una lussazione ed una microfrattura dell'alluce del piede destro. Nelle prove libere del GP di Thailandia, per colpa di un guasto al cambio della sua Ducati, cade e si microfrattura il radio sinistro. A causa di questo infortunio è costretto saltare i Gran Premi di Thailandia, Giappone, Australia e Malesia. A Sepang il suo posto in squadra viene preso dal pilota italiano, già collaudatore Ducati Michele Pirro. Conclude la stagione al 9º posto con 134 punti.