Il 22 luglio vince il Gran Premio degli USA.
Il 19 agosto trionfa sul circuito di Brno, nel Gran Premio della Repubblica Ceca, dopo aver ottenuto la pole position in qualifica.
Agli inizi di settembre, porta la Ducati Desmosedici a trionfare sul circuito di Misano Adriatico dove si corre il Gran Premio di San Marino.
È campione del mondo con 3 gare di anticipo a Motegi in Giappone il 23 settembre 2007 e questo lo rende il terzo campione mondiale per precocità, essendosi laureato campione della classe regina a 21 anni e 342 giorni: a riuscirci oltre a lui sono stati Marc Marquez nel 2013, quando aveva 20 anni e 266 giorni e Freddie Spencer nel 1983, quando aveva 21 anni e 258 giorni.