W 2005 roku Japończyk rozpoczął współpracę z włoską ekipą Marlboro-Ducati, w której pełnił funkcje kierowcy testowego. Nieoczekiwanie pojawiła się szansa zastąpienia kontuzjowanego Lorisa Capirossiego, podczas GP Turcji. Wyścig zakończył na piętnastym miejscu, jednakże Itō zignorował karę przejazdu przez boksy, za co został zdyskwalifikowany.
Shin’ichi kontynuował współpracę z bolońską stajnią do sezonu 2007. Podczas przesezonowych testów na torze Motegi Japończyk miał wypadek, w wyniku którego złamał nogę. Kontuzja pokrzyżowała plany Itō na sezon. Pod koniec roku po raz ostatni wystartował w wyścigu o GP Japonii, w klasie MotoGP. W zespole Pramac d’Antin Ducati zmagania zakończył na ostatniej punktowanej piętnastej lokacie. We włoskiej ekipie zastąpił wówczas Alexa Hoffmana. Po tym sezonie zakończył pracę w Ducati, przechodząc na sportową emeryturę.
WSBK W 1999 roku Japończyk wystartował z „dziką kartą” w ostatniej rundzie sezonu, rozegranej na japońskim torze w Sugo. Pierwszy wyścig zakończył na 11. pozycji, natomiast w drugim nie dojechał do mety. Uzyskane punkty sklasyfikowały go na 48. miejscu.