Yamaha YZR-M1
Hengkang dari Honda, Rossi justru semakin menancapkan kukunya dan justru menjadi ikon dari Yamaha.
Menggunakan YZR-M1, Rossi merebut dua gelar juara dunia pada 2004 dan 2005
Yamaha YZR-M1 800cc
Format baru MotoGP pada 2007 yang menggunakan mesin 800cc memaksa pabrikan-pabrikan besar untuk memperkenalkan motor anyar.
Rossi baru bisa menjadi juara dunia bersama YZR-M1 pada 2008 dan 2009.