A rajtot Hamilton tökéletesen kapta el, Bottas pedig igyekezett tartani vele a lépést, de a harmadik helyről startoló Vettel támadását nem tudta levédeni. A harmadik kanyarban Romain Grosjean (Haas) hirtelen kormánymozdulatra kényszerült, mert csapattársa, Kevin Magnussen megcsúszott előtte. Grosjean keresztbe csúszott a pályán és eltalálta a belső íven száguldó Nico Hülkenberget (Renault) és Pierre Gaslyt (Toro Rosso). A hatalmas ütközésben egyik pilóta sem sérült meg, de az összetört versenyautók és a pályára került törmelék eltakarításának idejére a versenybíróság a pályára küldte a biztonsági autót, amely mögött Hamilton, Vettel, Bottas volt a dobogós helyeken haladók sorrendje.

A safety car a hatodik körben engedte útjára a mezőnyt, az élen a sorrend nem változott, a középmezőnyben viszont komoly párharcok alakultak ki.

A kerékcserék sorát Vettel kezdte meg a 18. körben, két körrel később pedig Bottas is friss abroncsokat kapott, de nem tudott ferraris riválisa elé visszatérni a pályára. Hamilton a 26. körben járt a boxban, és visszavette a vezető pozíciót.

Vettel a 42. körben ismét kiállt kerékcserére, de csak a negyedik helyre ért vissza.

A hajrában már nem történt jelentős változás az élmezőnyben, Verstappen pedig - Vettel rosszul időzített második kerékcseréjének köszönhetően - az ötödik helyről rajtolva behozta harmadiknak a Red Bullt.  A Mercedes sikerét Valtteri Bottas tette teljessé, a finn pilóta ugyanis csapattársa mögött a második helyen ért célba. 

A spanyol futamon a hazai közönség előtt versenyző mindkét pilóta, Carlos Sainz Jr. (Renault) és Fernando Alonso (McLaren) is pontot szerzett, ahogy a Sauber volánjánál az újonc monacói Charles Leclerc is.

Hamilton előnye 17 pontra duzzadt ezzel a sikerrel az összetettben Vettellel szemben.

A vb két hét múlva, a Monacói Nagydíjjal folytatódik Monte-Carlóban.