4月17日，2011赛季F1上海站进行了正赛的激烈角逐。迈凯轮车队的汉密尔顿凭借三停战术带来的轮胎优势，成功击败红牛车手维特尔，赢得了比赛冠军。杆位发车的维特尔获得亚军，第18位发车的红牛车手韦伯一路猛超，最终获得季军。
比赛开始前20分钟，汉密尔顿的赛车在检测圈中出现了漏油问题，迈凯轮车队立即展开抢修，并赶在维修通道关闭前让其返回赛道。汉密尔顿的赛车在暖胎圈前完成了最后的组装，比赛随即正式开始。
排位前十的车手全部采用软胎起步，维特尔的发车非常糟糕，他原想利用切线起步阻挡同样头排发车的巴顿，但却被两辆迈凯轮赛车接连超越，落到第3。罗斯伯格紧随其后，马萨超越队友阿隆索升至第5，而第14位发车的舒马赫同样表现出色，在第1圈成功升至第9位。
第9圈，韦伯的硬胎遇到了抓地力问题，被佩雷兹和巴里切罗接连超越。第10圈，阿古尔苏阿里首先进站换胎，但出站后不久他的赛车却发生了轮胎脱落，不得不退出比赛。接着，舒马赫和韦伯都换上软胎，罗斯伯格也在第12圈完成了首次停站。
第14圈，汉密尔顿的轮胎衰竭严重，被维特尔利用可调尾翼超越。紧接着巴顿发生低级失误，进站换胎时停到了红牛的维修区，因此失去了领先位置。随后，马萨也超越了汉密尔顿，罗斯伯格依靠提前进站的优势升至首位，队友舒马赫暂列第6，阿隆索紧随其后，韦伯上升到第11，但他的KERS系统仍然不能使用。
第26圈，采用三次停战策略的梅赛德斯和迈凯轮先后完成了第二次换胎，红牛车队中，韦伯采用三停而维特尔采用两停。同样采用两停的阿隆索则遇到了麻烦，接连被对手超越跌至第6位。第36圈，两位迈凯轮车手展开了激烈较量，汉密尔顿成功超越巴顿升至第2。
第42圈，采用两停和三停的大部分车手都完成了最后一次进站。比赛进入最后10圈，维特尔仍然领先，后面的汉密尔顿仅落后1.6秒，马萨排在第3的位置，但他仅领先巴顿0.3秒。第52圈，汉密尔顿终于利用内线超越了维特尔升到首位。最后1圈，韦伯成功超越巴顿赢得第3。
|
名次 |
车手 |
车队 |
成绩 |
|
1 |
汉密尔顿 |
迈凯轮 |
1h36:58.226 |
|
2 |
维特尔 |
红牛 |
+5.1 秒 |
|
3 |
韦伯 |
红牛 |
+7.5 秒 |
|
4 |
巴顿 |
迈凯轮 |
+10.0 秒 |
|
5 |
罗斯伯格 |
梅赛德斯 |
+13.4 秒 |
|
6 |
马萨 |
+15.8 秒 | |
|
7 |
阿隆索 |
法拉利 |
+30.6 秒 |
|
8 |
舒马赫 |
梅赛德斯 |
+31.0 秒 |
|
9 |
佩特罗夫 |
+57.4 秒 | |
|
10 |
小林可梦伟 |
索伯 |
+63.2 秒 |
|
11 |
迪-雷斯塔 |
印度力量 |
+68.7 秒 |
|
12 |
海菲尔德 |
雷诺 |
+72.7 秒 |
|
13 |
巴里切罗 |
威廉姆斯 |
+90.1 秒 |
|
14 |
布艾米 |
红牛二队 |
+90.6 秒 |
|
15 |
苏蒂尔 |
印度力量 |
+1 圈 |
|
16 |
科瓦莱宁 |
莲花 |
+1 圈 |
|
17 |
佩雷兹 |
索伯 |
+1 圈 |
|
18 |
马尔多纳多 |
威廉姆斯 |
+1 圈 |
|
19 |
特鲁利 |
莲花 |
+1 圈 |
|
20 |
安布罗西奥 |
维珍 |
+2 圈 |
|
21 |
格洛克 |
维珍 |
+2 圈 |
|
22 |
里尤兹 |
HRT |
+2 圈 |
|
23 |
卡斯基延 |
HRT |
+2 圈 |
|
退赛 |
阿古尔苏阿里 |
红牛二队 |
+47 圈 |
最终，汉密尔顿获得了2011赛季F1中国站的冠军，维特尔屈居第2，韦伯从第18位起步经过连续超车获得第3。排名第4至第10的车手分别是：巴顿、罗斯伯格、马萨、阿隆索、舒马赫、佩特罗夫和小林可梦伟。
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