קייסי סטונר
MotoGP

למרות משא ומתן מתקדם עם קבוצת ימאהה, חתם לבסוף סטונר בקבוצתו החדשה של צ'קינלו, כרוכב בודד על הונדה RC211V לעונת המרוצים 2006. כבר במרוץ השני של העונה השיג את המקום הראשון במקצי הדירוג (פול פוזישן), אולם שורה של התרסקויות גרמה לו לסיים את עונת הבכורה במקום השמיני. שרגע השיא של העונה היה כשסיים שני בגרנד פרי הטורקי, כשהוא נעקף בפניה האחרונה של המרוץ על ידי האיטלקי מרקו מלנדרי. בעונת 2007 חתם סטונר בקבוצה הרשמית של היצרן האיטלקי דוקאטי, לצידו של לוריס קפירוסי, והתחרה על אופנוע ה-800 סמ"ק החדש של החברה, ה-GP7. זינוק מהמקום הראשון שש פעמים, ועשרה ניצחונות לאורך העונה, העניקו לסטונר את האליפות הראשונה שלו בקטגוריה הבכירה. עקביות ניצחונותיו של סטונר בלטה במיוחד לנוכח חוסר היציבות של מתחרהו האיטלקי בעל חמש אליפויות עולם עד אותה עת, ולנטינו רוסי.
לאחר הזכייה חתם סטונר על הארכת חוזהו בדוקאטי עד ל-2009, עם אופציה לעונת נוספת ב-2010. הוא החל את עונת 2008 היטב עם ניצחון במרוץ הראשון בקטר והשיג באמצע העונה רצף של שבעה מקומות ראשונים במקצי הדירוג שהובילו לשלושה ניצחונות נוספים. עם זאת, שלוש התרסקויות בחצי השני של העונה הותירו את האליפות לוולנטינו רוסי וסטונר סיים במקום השני לאחר שהשיג שני ניצחונות נוספים.
את עונת 2009 פתח סטונר שוב עם ניצחון בקטאר. ניצחון נוסף באיטליה מיקם אותו כאחד משלושת מובילי הקטגוריה ביחד עם רוסי וחורחה לורנסו, אך לקראת אמצע העונה הוא החל לסבול מתשישות ולמרות שהיה שהשיג זמני הקפה טובים במקצי הדירוג הוא ציין שהוא מתקשה בהשלמת מרוץ במלואו. בדיקות רפואיות שנערכו לו לא אבחנו מחלה באופן חד משמעי, אך בצעד חריג לרוכב מוביל ב-MotoGP החליט סטונר לפרוש מכמה מרוצים ולחזור לאוסטרליה לצורך מנוחה. הוא חזר לרכב בהצלחה בארבעת המרוצים האחרונים של העונה וסיים עם שני ניצחונות ומקום שני.
את עונת 2010 פתח סטונר עם ההקפה המהירה במקצי הדירוג של מרוץ קטאר, אך התרסק במהלך המרוץ. התרסקות במרוץ נוסף הרחיקה אותו ממאבק על המקום הראשון והוא סבל מביצועים בינוניים. במרוץ ההולנדי באסן הוא השיג פודיום ראשון במקום השלישי שהתחיל עבורו רצף של מרוצים עם סיום בפודיום. עד לאמצע העונה הוא השיג את מיקומו הגבוה ביותר במרוץ האמריקני בלגונה סקה ודורג במקום השלישי בטבלת האליפות. לקראת סוף העונה ניצח סטונר בשלושה מרוצים, אך התרסקויות במרוצים אחרים מנעו ממנו להתקדם בדירוג והוא סיים את העונה במקום הרביעי. במהלך העונה הודיע סטונר כי בעונת 2011 יעבור לרכב עבור קבוצת היצרן הרשמית של הונדה.
את עונת 2011 החל סטונר בניצחון ופול פוזישן בקטאר. למעט המרוץ השני בספרד, בו פרש סטונר לאחר התנגשות עם ולטינו רוסי, הוא סיים מרוץ אחר מרוץ על הפודיום. אופנועי הונדה זכו לרוב במקומות הראשונים והראו שליטה כמעט מוחלטת בשדה יחסית לאופנועי ימאהה שהיוו יריב עיקרי בראשות לורנסו. בסבב האוסטרלי, כששני מרוצים נוספים נותרו לעונה, השלים סטונר זכייה נוספת באליפות ה-MotoGP. למרות שהיה יכול לזכות באליפות גם בסיום המרוץ במיקום נמוך יותר, הוא ניצח בו, וזכה באליפות בדיוק ביום הולדתו ה-26. עבור סטונר היה זה הניצחון החמישי ברציפות במסלול זה והפך אותו לרוכב היחידי שניצח שם בעידן אופנועי ה-800 סמ"ק, עקב המעבר לאופנועי ה-1,000 סמ"ק ב-2012. סטונר סיים את העונה בוולנסיה עם ניצחון ופול פוזישן נוסף, ובכך השווה את שיאו של מיק דוהאן שעמד על 12 ניצחונות במקצי דירוג בעונה.
סטונר החל את עונת 2012 בהצלחה רבה, עם שני ניצחונות ומאבק צמוד עם לורנסו. במרוץ הרביעי של העונה, בלה מאן, הוא הודיע באופן מפתיע על פרישה מסדרת ה-MotoGP בסוף העונה. הוא המשיך לנצח בשלושה מרוצים נוספים במהלך העונה, אך ניכר היה שהישגיו היו טובים פחות מהעונה שעברה, שבה עמד על הפודיום בכל מרוץ שסיים. סטונר הסביר את הסיבה לפרישה בכך שהמרוצים אינם מושכים אותו כבעבר והוא אינו מרגיש שהוא נהנה מהם. לקראת סוף העונה הוא נפצע בקרסולו במסגרת מקצה אימון באינדיאנפוליס, ואף שהתחרה יום אחר כך במרוץ, הוא נעדר משלושת המרוצים הבאים לטובת החלמה מניתוח לטיפול בפציעה. הוא סיים את העונה במקום השלישי.
לאחר פרישתו ממרוצי אופנועי גרנד פרי הוא החל להשתתף בעונת 2013 במרוצי מכוניות מסדרת V8 Supercars האוסטרלית.