Zur Saison 2014 wechselte Syahrin permanent in die Moto2-Weltmeisterschaft. Er trat für das Team "Petronas Raceline Malaysia" auf Kalex an und errang sein bestes Saisonergebnis mit Rang sieben beim Großen Preis von Indianapolis. Die 2015 schloss er im Gesamtergebnis an 16. Stelle ab. 2016 errang er sein bestes Ergebnis in der Weltmeisterschaft mit dem neunten Rang. Die Saison 2017 beendete er auf dem zehnten Rang und erreichte zwei Podien in San Marino und Japan. Zur Saison 2018 wechselte Syahrin in die MotoGP zu Yamaha und wurde 16. in der Gesamtwertung. Er fuhr insgesamt viermal in die Top 10.