Mike Hailwood had een echt pechweekend in Monza. Hij was in de 250cc-race al uitgevallen en ook in de 500cc-race kreeg hij pech. Hailwood startte sneller dan Giacomo Agostini, die door zijn slechte start ook nog de gevallen rijders Chris Conn en John Dodds moest ontwijken. Mike Hailwood kreeg uiteindelijk 17 seconden voorsprong, maar vier ronden voor het einde scheurde een van zijn uitlaatpijpen en bovendien begon de versnellingsbak kuren te vertonen. Agostini wist hem te passeren en stelde daarmee zijn 500cc-wereldtitel vrijwel zeker. Hailwood hield nog slechts een theoretische kans over: Winnen in Canada terwijl Agostini zonder punten moest blijven. Ago had - zelfs bij winst van Hailwood - aan één punt voldoende. Opmerkelijk was de vijfde plaats van Giuseppe Mandolini, met een Moto Guzzi Monocilindrica 500 (eencilinder) uit 1957.
Nu de titel beslist was ging de 350cc-race in Monza voor Giacomo Agostini en Renzo Pasolini meer om de Italiaanse eer. Ze vochten een harde strijd uit, maar wel om de tweede plaats want Ralph was met de Honda RC 174 al aan de horizon verdwenen. In de 8e ronde, toen Pasolini de tweede plaats net had overgenomen van Agostini, vielen ze allebei uit. Daardoor werd de tweede man van Benelli, Silvio Grassetti, tweede en Heinz Rosner werd derde.
In Monza draaide Mike Hailwood de snelste ronde, maar in de vierde ronde viel hij uit wegens olielekkage. Phil Read en Bill Ivy kregen het daarna toch nog niet cadeau, want Ralph Bryans vocht hard om de overwinning. Uiteindelijk bleken de Yamaha RD 05's toch te sterk voor hem. Read won de race, Ivy werd tweede en Bryans derde.
In Monza leek de 125cc-race al beslist na de trainingen, want de rondetijden lagen zo ver uit elkaar dat aangenomen werd dat Bill Ivy (Yamaha RA 31) veel sneller zou zijn dan Hans Georg Anscheidt met de Suzuki RT 67. Ver achter Anscheidt stond László Szabó die met zijn MZ weer veel sneller was dan de EMC's. Ivy startte zoals gewoonlijk slecht, maar na drie ronden nam hij de leiding van Anscheidt over. Toen merkte hij dat al het water uit zijn radiateur was verdwenen en hij ging de pit in voor water. Dat was er echter niet en Ivy moest weer terug de baan op om twee ronden later opnieuw binnen te komen voor koelwater. Dat had men nog steeds niet gevonden. Bij zijn derde stop kreeg hij pas water maar toen lag Anscheidt intussen weer op de eerste plaats. Pas vlak vóór de eindstreep wist Ivy de overwinning zeker te stellen. De Yamaha had in elk geval zijn betrouwbaarheid bewezen. Szabó werd zoals verwacht zonder problemen derde. Ivy had nu het maximum aantal punten: 48 uit zes (tellende) wedstrijden en hij was daardoor wereldkampioen.