Jabarkan Repsol Honda (2011–2012) dari Casey Stoner

Rumor kembalinya Stoner ke Honda sudah bergaung sejak awal musim 2010, tetapi baik Stoner maupun Repsol Honda membantah gosip tersebut. Honda bahkan sempat bilang kalau mereka lebih puas dengan penampilan tim yang ada saat itu yaitu duet Daniel Pedrosa dan Andrea Dovizioso. Pada bulan Juni 2010, kabar kepindahan Stoner ke Honda akhirnya menjadi kenyataan usai Honda menyetujui kontrak multi tahunan bersama pembalap Australia tersebut. Posisi Stoner di Ducati akan digantikan oleh pembalap legendaris Valentino Rossi, sementara di Honda sendiri Stoner akan ditemani Pedrosa dan Dovizioso.

Pada sesi tes musim dingin bersama Honda, Stoner langsung menggebrak dengan meraih posisi kedua tercepat. Dalam debut resminya bersama Repsol Honda di seri balapan Qatar, Stoner langsung menggebrak dengan meraih kemenangan perdananya. Sayang di seri berikutnya di Spanyol ia kandas akibat kesalahan manuver Valentino Rossi. Usai finis ketiga di Portugal, Stoner kembali menang di Prancis dan Catalunya. Kemenangan lainnya kemudian berhasil ia dapatkan di Silverstone di tengah guyuran hujan badai. Ia mencatat kemenangan hattrick lainnya di AS, Republik Ceko, dan Indianapolis. Jorge Lorenzo kemudian menghentikan rangkaian kemenangan Stoner di Misano. Usai kembali menang di Aragon dan meraih P3 di Motegi, Stoner akhirnya memastikan gelar juara dunia musim 2011 lewat kemenangan di balapan kandangnya di Australia dan disaat bersamaan saingan utamanya di klasemen Jorge Lorenzo gagal berlomba akibat cedera pada tangannya.

Stoner melanjutkan dominasinya di MotoGP musim 2012 dengan memenangi lomba di Jerez dan Estoril yang merupakan sirkuit yang belum pernah ia menangi sebelumnya.