Con la scuderia giapponese corse ancora in 350 e 250, ottenendo però risultati discontinui e nemmeno una vittoria. Nel 1979 acquistò una Suzuki, creò un suo team privato e corse nella classe 500 con risultati positivi: per due anni fu infatti il migliore tra i piloti privati (5º nel 1979,[2] 4º nel 1980[2]). Molti pensarono che fosse arrivato il momento di affidargli una moto ufficiale, ma i massimi dirigenti della Suzuki sostennero in un primo momento che Uncini fosse troppo esile per guidare una 500 quattro cilindri. Secca, ed un po' scocciata, fu la risposta del marchigiano a queste insinuazioni: "La moto deve essere guidata, non spezzata in due".[2][3]
Una serie di infortuni e cadute gli impedirono di difendersi al meglio nella stagione 1981, ma la partenza verso la Honda del campione Marco Lucchinelli fece in modo che la Suzuki lo scegliesse come pilota di punta; Uncini ripagò tale fiducia vincendo il campionato del mondo nel 1982[2][4] con cinque vittorie (in Austria, Paesi Bassi, Jugoslavia, Gran Bretagna e nel Gran Premio delle Nazioni) e 103 punti in classifica generale: per trovare un altro successo italiano nella classe regina occorse aspettare il 2001, anno del trionfo di Valentino Rossi.[5]
Nella stagione successiva, durante il Gran Premio d'Olanda, Uncini cadde in mezzo alla pista e mentre cercava di mettersi in salvo fu investito dal sopraggiungente Wayne Gardner; nell'impatto perse il casco e cadde esanime al suolo.[3] Trasportato all'ospedale di Groninga in stato comatoso, con gravi lesioni a livello cranico (nonché alcune costole rotte e un ematoma tra cuore e polmone), si riprese con una certa rapidità, venendone dimesso dopo dieci giorni; dopo un ulteriore periodo di degenza in Italia, si ristabilì completamente e disputò altre due stagioni,[3] senza però più ottenere i brillanti risultati avuti in precedenza.[3] Si ritirò dall'agonismo nel 1985.
È rimasto nell'impianto organizzativo del motomondiale, dove dal 1992 si occupa di sicurezza. Dal 1993 ha svolto la funzione di delegato dei piloti per la sicurezza per conto della IRTA (associazione delle squadre), mentre dal 2013 viene nominato Responsabile della Sicurezza dei Gran Premi per conto della FIM.[6]