A futamot Hamilton kezdhette meg a pole pozícióból, mellé pedig Räikkönen sorakozott fel. Az időmérőről utólag kizárt Mark Webber a bokszutcából rajtolt, így a Red Bull még elvégezhetett néhány módosítást az autóján a verseny előtt.

A rajtnál Hamilton simán eljött, mögé pedig az ezúttal is kiválóan elrugaszkodó Ferrarik soroltak be az első kanyarban. Alonso és Massa is lerajtolta Räikkönent, Rosberg az 5. helyre csúszott, az első tízesben azonban más változás nem történt a sorrendben.

A pilóták vigyáztak egymásra az elsőkörös tolakodás során, a legveszélyesebbnek tűnő csatát a Force India két versenyzője vívta egymással, amely során Paul di Resta röviden el is hagyta a pályát a 13-as kanyarban. A lágyakon rajtoló Webber már az első kör végén a bokszba hajtott, hogy letudja etapját a gyorsan kopó gumikon.

Hamilton a 4. körig tudta tartani előnyét, a célegyenesben ekkor ráadásul a DRS-t használva mindkét Ferrari elment mellette. A brit máris küszködni kezdett a gumikkal, s ezt követően meg is kezdte a kerékcserék sorát az élmezőnyben, példáját pedig gyorsan követték a többiek is.

Az élre ekkor a közepes keverékeken rajtoló, így a pályán maradó pilóták közül Nico Hülkenberg állt, öt Sebastian Vettel, és a lassan leszakadó Jenson Button követte.

A verseny legkomolyabb balesetét a Sauber újonca, Esteban Gutiérrez okozta, aki a 4. körben elmérve a féktávot a hátsó egyenes végén Adrian Sutil Force Indiájába rohant, véget vetve ezzel mindkettejük futamának. Az esetet még vizsgálják a sportfelügyelők.

Az első kiállásokat követően két kisebb koccanás is történt. Először Mark Webber és Jean-Éric Vergne ütközött, amikor az ausztrál talán túl optimistán próbálta megelőzni a Red Bull utánpótláscsapatának versenyzőjét. Pár pillanattal később Kimi Räikkönen ért hozzá Sergio Pérez McLarenjének hátuljához, miután a mexikói kissé kiszorította a pályáról. Az esetet versenybalesetnek nyilvánították, és noha a Lotus orrkúpja megsérült, ez nem okozott jelentős hátrányt a finn számára.

Webber a balesetet követően orrkúpcserére kényszerült, de a pályára visszatérve azonnal probléma adódott autójával - rosszul helyezhették fel a jobb hátsó gumiját a kerékcserekor, hiszen a hosszú egyenes végén az le is esett az autóról, az ausztrál pedig így feladta a versenyt, noha különös taktikájának köszönhetően már az élmezőnyben, Vettel környékén állt ekkor.

Kiesett a futamról Nico Rosberg is, akinek Mercedesében saját elmondása szerint a felfüggesztéssel volt gond.

A közepes gumikat legtovább a két McLaren tudta életben tartani - Button a 22., Pérez pedig a 24. körben állt csak ki először a bokszba. Alonso ekkorra már 5 másodperccel vezetett Hamilton előtt, akit Räikkönen üldözött.

Vettel végig az élbolyban maradt eltérő stratégiájának köszönhetően, így nem lehetett tudni, hogy az utolsó körökben, a friss lágy gumikkal mire lesz képes. A német a vezető hármas mögé tért vissza, de 2-3 másodperccel gyorsabb köröket autózva utol tudta érni a harmadik kiállásánál Räikkönen ellen alulmaradó Hamiltont. A brit végül éppen hogy meg tudta tartani a dobogós helyet a leintésig.

Alonso végül zavartalanul, 10 másodperces előnnyel nyert Räikkönen előtt, Hamilton és Vettel mögött pedig Button, Massa, Ricciardo, di Resta, Grosjean és Hülkenberg futottak még be a pontszerző helyekre.

A sportfelügyelőkre azonban komoly munka vár még, hiszen több versenyzőt is vizsgálnak a sárga zászló alatti állítólagos DRS-használat miatt, köztük Vettelt, Webbert, Buttont és Grosjeant is. Webbernek emellett a Vergne-nel való ütközés miatt is meg kell jelennie az ítélethozók előtt.

Alonso 2005 után másodszor nyerte meg a Kínai Nagydíjat, a Ferrari első győzelmét szerezve ezzel a tavalyi Német Nagydíj óta.

Az összetettben még mindig Sebastian Vettel vezet 52 ponttal, előnye azonban csak három egység Kimi Räikkönennel szemben. A konstruktőrök között is jelentősen veszített a Red Bull, hiszen a Ferrari már csak 5 ponttal követi őket.