Efter at have undladt at score i Qatar, hvor han trak sig tilbage fra løbet på grund af en beskadiget forreste vinge, tog Bagnaia sine første to point i MotoGP World Championship med en 14. plads i Argentina, efter at have startet løbet fra 17. på rækken. Bagnaia sluttede niende i Austin, efter at både Marc Marquez og Cal Crutchlow styrtede ud af løbet i separate ulykker. Både Maverick Vinales og Joan Mir sprang i start og blev efterfølgende straffet med at køre gennem straffe. Inden det fjerde løb i Jerez havde Bagnaia tre på hinanden følgende podiumplaceringer, begyndende fra 2016. Han kvalificerede sig som 10. på startgriden, men han styrtede ud i sjette omgang, da han kæmpede med Pol Espargaro. På Le Mans, hvor Bagnaia vandt løbet i
Moto2 i 2018 han styrtede ud på sjette omgang efter en hændelse med Maverick Vinales. I det næste løb på Mugello, hans hjem Grand Prix Bagnaia havde en solid start på weekenden. Han toppede den anden fri træning på sin vej til at kvalificere sig som 8. på startlinjen. Men han styrtede i det sidste hjørne på 11. omgang på syvende plads. Det var første gang i Bagnaia's karriere, at han havde undladt at afslutte tre løb i træk, alle sammen med nedbrud. I Østrig havde Bagnaia sin bedste weekend siden sin tid i Moto2, både med hensyn til hans kvalifikation og løb. Han formåede at komme videre til Q2 sammen med Cal Crutchlow, hvor han efterfølgende kvalificerede sig som femte på startgrænsen. Han sluttede senere løbet på 7. plads. På Phillip Island sluttede Bagnaia løbet på 4. plads, og manglede podiet med kun 0,055 sekunder bag hans holdkammerat Jack Miller.