Tijdens de trainingen van de TT van Assen was het droog en zonnig en werden er al snelle tijden gereden. Die omstandigheden waren ook voorspeld voor de racedag, maar in de nacht ervoor en de ochtend regende het. Het beïnvloedde vooral de 50cc-race, waar de carburatie en de ontsteking gevoelig waren voor vocht. Ondanks het slecht weer in de ochtend waren er 125.000 toeschouwers.
In Assen startte Mike Hailwood als snelste, maar Giacomo Agostini had bij het ingaan van de eerste bocht het meeste lef en drong Hailwood de tweede plaats op. Die bleef acht ronden lang proberen uit de slipstream van de MV Agusta te komen, zonder succes. Pas na acht ronden kwam Hailwood als eerste door en toen was ook zichtbaar dat de stuurkwaliteiten van de Honda RC 181 te wensen over lieten, want hij ging kwispelend over het circuit. Toch wist hij het ronderecord te verbeteren, terwijl de eerste achterblijvers al op een ronde gezet werden. Agostini zat inmiddels voortdurend met zijn hand onder de stroomlijnruit en had dus kennelijk problemen. Achter Hailwood en Agostini vochten Peter Williams (Arter-Matchless) en Dan Shorey om de derde plaats, tot Williams twee ronden voor het einde deze plek zeker stelde. Daardoor kwam hij, ex aequo met Hailwood, aan de leiding van de stand om het wereldkampioenschap te staan.
In Assen had het lang geregend. Pas aan het einde van de 50cc-race was het droog geworden, maar toen de 350cc-klasse van start ging was de baan nog nat. Mike Hailwood ging vanaf de start aan de leiding, terwijl Giacomo Agostini het tot in de twintigste ronde aan de stok had met de Benelli van Renzo Pasolini. 66 Minuten had Ago nodig om Pasolini te passeren. Dat betekende dat de Honda RC 174 niet te kloppen was, maar de MV Agusta 350 4C wél. Pasolini kon zelfs in de laatste ronde nog een aanval op Agostini inzetten, die echter niet lukte. De Benelli had de MV Agusta echter goed partij gegeven.
In Assen stapte Mike Hailwood rechtstreeks van het podium van de 350cc-race op zijn 250cc-zescilinder. Hij was als eerste weg, maar halverwege de eerste ronde leidde Phil Read met de Yamaha RD 05. Ralph Bryans was derde. Na twee ronden had Hailwood orde op zaken gesteld: het reed voorop en Phil Read moest met een slecht lopende motor steeds meer terrein prijs geven. Bryans en Bill Ivy haalden hem in de derde ronde in. In ronde twaalf wist Ivy eindelijk Bryans te passeren, maar Hailwood was toen al onbereikbaar. Read was in de achtste ronde van het toneel verdwenen. Hailwood reed een nieuw racerecord, Ivy werd tweede en Bryans derde.
Bill Ivy en Phil Read hadden uitstekende trainingstijden gezet in Assen, maar bij de start van de race keken ze meteen tegen een flinke achterstand aan omdat hun Yamaha's niet wilden starten. Dat deden de Suzuki's van Yoshimi Katayama en Stuart Graham wel. Ook Cees van Dongen had goed getraind: zesde met een privé-Honda CR 93 nog voor een aantal fabriekscoureurs van Jawa, Bultaco en EMC. Door de weigering van de Yamaha's kon van Dongen echter als derde wegkomen, achter Katayama en Graham. Na een halve ronde zat Read echter al op de vierde plaats en bij start/finish was hij van Dongen al gespasseerd. Ivy, die zijn motor pas aan de praat kreeg toen het hele veld al uit het zicht was, had zich al naar de zesde plaats opgewerkt. Hij wist zich ook nog voorbij van Dongen te werken, maar daarna kwam diens vijfde plaats niet meer in gevaar. Read passeerde intussen Graham, die zich in zijn slipstream nestelde en zo naderden ze samen de leidende Katayama. In de tiende ronde nam Read de leiding over. Graham was wat achterop geraakt en werd gepasseerd door Bill Ivy en dat overkwam uiteindelijk ook Katayama. Ivy kwam zelfs nog dicht bij Phil Read, maar bij de vlag had deze nog ongeveer 200 meter voorsprong. Stuart Graham werd derde.
In Assen had het al flink geregend in de nacht vóór de wedstrijd, maar tijdens de 50cc-race bleef het ook regenen. Daardoor werd het toch nog een enigszins verrassende race, want dat een Suzuki zou winnen stond van tevoren wel vast. De ontsteking en carburatie van veel van de lichte machientjes was nog niet waterbestendig en daardoor moest Stuart Graham al na de eerste ronde de pit opzoeken. Yoshimi Katayama bleef Hans Georg Anscheidt op de hielen zitten, maar na de vierde ronde reed ook Anscheidt de pit in en Katayama leidde met twintig seconden voorsprong op Ángel Nieto (Derbi). Na het uitvallen van zijn teamgenoten en het opdrogen van de baan kon Katayama vrij rustig naar de overwinning rijden, maar hij bouwde zijn voorsprong op Nieto toch nog uit tot meer dan anderhalve minuut. Barry Smith, eveneens op Derbi, had zich vanaf de vijfde ronde naar voren gevochten en finishte als derde. Anscheidt had zijn race hervat en werd toch nog vierde. Achter hen begonnen een paar Nederlanders zich te roeren, met hun privé-Kreidlers en zelfbouw Jamathi's. Aalt Toersen (oude fabrieks-Kreidler) werd vijfde, Paul Lodewijkx (Jamathi) zesde, Martin Mijwaart (Jamathi) zevende en Jos Schurgers (Van Veen-Kreidler) achtste. De Kreidler van Schurgers was door importeur Van Veen zelf gebouwd op basis van een normaal productiemodel. Er was nog een Nederlander gestart: Jan de Vries, die echter uitviel door een natte bobine. De geruchten dat Suzuki Yoshimi Katayama had voorbestemd als eerste Japanse wereldkampioen werden steeds sterker, maar alleen gevoed door speculaties in de pers. Katayama kwam in de WK-stand wel dichter bij Anscheidt, die zijn drie punten als streepresultaat moest wegstrepen en netto dus niets opschoot met zijn vierde plaats.
In Assen startten slechts 14 zijspannen. Helmut Fath had met zijn viercilinder weer een snelle trainingstijd gezet, waardoor hij op de eerste startrij stond, maar hij had in de trainingen zijn tijd voornamelijk gebruikt om de sleutelen. Bij de start waren Georg Auerbacher en Eduard Dein als snelste weg, gevolgd door Johann Attenberger en Josef Schillinger. Attenberger had zijn BMW moeten aanpassen om met een verstijfd been toch te kunnen schakelen. Na de eerste ronde was Fath al opgeklommen tot de tweede plaats en een halve ronde later lag hij al op kop. Na de tweede ronde leek Fath al onbereikbaar voor de concurrentie. In de derde ronde viel Auerbacher uit en kon de combinatie Enders/Engelhardt de tweede plaats pakken. In de vierde ronde had Fath een flinke voorsprong opgebouwd, maar toen moest hij de pit in rijden wegens een flinke olielekkage. Klaus Enders kon zo opnieuw winnen, vóór Siegfried Schauzu/Horst Schneider en Pip Harris/John Thornton.
Als Klaus Enders de Grand Prix van België zou winnen kon niemand hem nog van de wereldtitel afhouden.