En 2018, Nakagami ascendió a MotoGP con el LCR Honda Idemitsu, siendo el compañero de equipo del británico Cal Crutchlow. En su primera temporada en la categoría, Nakagami tuvo problemas para dominar su Honda RC213V y eso fue reflejado en sus resultados, se ubicó constantemente de la mitad de tabla para abajo, promediando entre el 12.º a 14.º puesto. Su mejor resultado fue el sexto puesto en el Gran Premio de la Comunidad Valenciana celebrado en condiciones de lluvia. En su primera temporada en MotoGP terminó en la vigésima posición con 33 puntos.