Andrea Dovizioso začínal na dvou kolech na minibicích, když mu bylo sedm let. V Itálii se stal v kategorii B mistrem v letech 1998 a 1999. V roce 2000 skončil v kategorii A na druhém místě a v Aprilia Cupu zvítězil v témže roce.
Svůj první titul ve stopětadvacítkách získal ve své třetí plné sezóně v MS silničních motocyklů v roce 2004. Poté přestoupil do dvěstěpadesátek. Po prvním roce učení dosáhl na první vítězství v roce 2006 v Katalánsku.
Roky 2006 a 2007 se v dvěstěpadesátkách nesly ve znamení soupeření Doviziosa s Lorenzem, Ital zatím vždy podlehl. Ale v roce 2008 má další příležitost, protože oba rivalové přestoupili do MotoGP.
V královské kubatuře se v roce 2008 Dovizioso stal nejlepším jezdcem na netovárním stroji a jeho výkony poutaly pozornost od první GP. Když se poprvé podíval na stupně vítězů v předposledním závodě sezóny, bylo již dávno rozhodnuto, že v roce 2009 bude závodit v továrním týmu Hondy.
Rok 2009 byl Italovou premiérou v továrním týmu Hondy. Na tuto příležitost se dlouho těšil, ale výsledkově se mu moc nedařilo. Přesto první sezonu u Repsol Hondy okořenil vítězstvím na okruhu v Donington Parku, jeho první zlato v královské MotoGP. Sezonu ukončil na šestém místě, což bylo v jeho případě zhoršení o jednu pozici.
Mnohem lepším výkonem zahájil Ital sezonu 2010, třetí místo v zahajovací Grand Prix v Kataru, Francii a Itálii, druhá příčka na Silverstonu, díky bodovému zisku se Dovizioso držel na špici průběžného hodnocení a to mu také zaručilo místo v továrním týmu pro sezonu 2011. Ve smlouvě s HRC měl klauzuli, kde se psalo, že pokud bude v polovině sezony do pátého místa, má místo u Repsol Hondy jisté. Dovizioso byl tehdy třetí, ale tuto vynikající pozici si neudržel a sezonu ukončil na pátém místě.
Ital si prosadil účast v týmu Repsolu a Japonci do sezony 2011 nasadili celkem tři tovární stroje RC212V. Dovizioso v tomto roce zaznamenal nejlepší sezonu v MotoGP, když v celkovém hodnocení obsadil třetí místo a porazil týmového kolegu Daniho Pedrosu. Nicméně ani to mu nestačilo k tomu, aby si místo v tovární skupině HRC udržel a koncem roku musel hledat uplatnění jinde. Odmítl nabídku LCR Hondy a přestupem k satelitní stáji Yamahy Monster Tech 3 rázně ukončil dlouholetou spolupráci s Hondou.
HISTORIE
MS Silničních motocyklů
2001 125 ccm, RCGM Rubicone Corse, 1 závod
2002 125 ccm, Scot Racing Team, 16. místo, 42 bodů
2003 125 ccm, Team Scot, 5. místo, 157 bodů
2004 125 ccm, Kopron Team Scot, 1. místo, 293 bodů
2005 250 ccm, Team Scot, 3. místo, 189 bodů
2006 250 ccm, Humangest Racing Team, 2. místo, 272 bodů
2007 250 ccm, Scot Racing Team, 2. místo, 260 bodů
2008 MotoGP, JiR Team Scot, 5. místo, 174 bodů
2009 MotoGP, Repsol Honda Team, 6. místo, 160 bodů
2010 MotoGP, Repsol Honda Team, 5. místo, 206 bodů
2011 MotoGP, Repsol Honda Team, 3. místo, 228 bodů
2012 MotoGP, Monster Yamaha Tech3