Vinales pada GP Styria (motogp.com)
Pada 2017, Vinales sudah membela tim utama Yamaha, Movistar, bersama Valentino Rossi. Di musim 2017 itu, dia juga tampil lumayan ciamik. Dia finis di posisi ketiga dengan torehan 230 poin, hanya kalah dari Andrea Dovizioso dan Marc Marquez.
Pada kisaran waktu 2018 sampai 2019, Vinales juga masih tampil apik bersama Yamaha. Dia sukses finis di posisi keempat pada 2018, dan finis di posisi ketiga pada 2019 dalam klasemen akhir pembalap MotoGP.
Penampilan Vinales mulai menurun ketika memasuki 2020. Dia hanya sanggup finis di posisi enam klasemen akhir pembalap. Hingga akhirnya, pada 2021, masalah menimpa dirinya dengan Yamaha. Masalah ini sampai membuatnya putus kontrak di tengah musim 2021.
Vinales tidak tinggal diam. Dia mencari tim baru, dan Aprilia menyambutnya dengan tangan terbuka. Dia kembali ke tim yang dulu membesarkan namanya.