Meski begitu, Rossi tetap ditugaskan membantu Yamaha mengembangkan motor YZR-M1. Dengan begitu, The Doctor tetap akan mendapatkan dukungan langsung dari tim pabrikan Yamaha serta tentunya mendapatkan motor terbaru di MotoGP 2021 nanti.
“Saya merasa tetap akan ada perubahan, tidak diragukan lagi karena pindah ke tim sebelah jelas akan tetap terasa berbeda. Namun di sisi lain, hal tersebut tidak akan berbeda karena Valentino akan mendapatkan dukungan pabrikan penuh tahun depan,” ucap bos Yamaha itu.
Rossi resmi bergabung dengan Petronas SRT Yamaha pada Kejuaraan Dunia MotoGP 2021. Kesepakatan yang sempat tertunda selama berbulan-bulan akhirnya tercapai di pertengahan MotoGP 2020.
Bergabungnya Rossi ke Petronas Yamaha SRT, tidak terlepas dari tawaran yang diajukan Yamaha. Pabrikan asal Jepang itu lebih dulu merekrut Fabio Quartararo untuk ditempatkan di tim utama, Monster Energy Yamaha, pada Kejuaraan Dunia MotoGP 2021.
Yamaha lantas menawarkan kepada Rossi untuk bergabung ke tim satelit Petronas SRT Yamaha. Kendati bergabung di tim satelit, Yamaha akan memberikan motor YZR M-1 edisi terbaru dengan spesifikasi pabrikan. Tawaran itu akhirnya disambut baik.