Setelah kembali ke Yamaha lagi pada pada 2012, Rossi belum pernah juara lagi. Prestasi terbaiknya adalah finis kedua pada musim 2014, 2015, dan 2016.
Musim lalu adalah periode terburuknya di Yamaha. Rossi hanya menempati posisi ketujuh, seperti raihannya di Ducati pada 2011.
Situasinya bertambah buruk ketika Rossi gagal finis pada MotoGP Jerez 2020. The Doctor mengaku frustrasi. Bagi dia kegagalan itu bukan hanya bermakna satu balapan, tetapi kerja selama setahun. Rossi merasa sulit melakukan perubahan, karena masalah kebijakan pabrikan. Rossi merasa menaiki motor yang tidak sesuai gayanya. Motor tersebut lebih mengakomodasi gaya membalap Fabio Quartararo dan Maverick Vinales.
Valentino Rossi dan Yamaha kemudian terlibat ketegangan selama empat hari soal setelan motor. Rossi dan timnya ngotot ingin mengubah setelan sesuai kebutuhannya, tapi Yamaha sempat menolaknya. Akhirnya setelah hari keempat Yamaha luluh juga.
“Di satu sisi, hal normal bagi mereka berpikir saya seharusnya membalap seperti Fabio dan Maverick, mereka melaju kencang. Mungkin saya bukan pembalap tercepat di lintasan saat ini, tapi saya bisa meraih hasil bagus. Terkadang saya heran mengapa posisi mereka terlalu cerdas terhadap saya. Selain itu sulit mencari alasan ketika Anda tak kencang,” ujar Rossi.
