經過一圈的暖胎圈後，66圈的西班牙GP決賽在天氣多雲、氣溫攝氏21度、賽道溫度攝氏31度的環境中展開，起跑紅燈熄滅後Verstappen相當積極的發動攻勢，並在1號彎超越Hamilton，同時Leclerc也成功超越Bottas上到第三，Ricciardo第五，Perez第六，而在第1圈結束後，領先的Verstappen已經迅速取得1.7秒優勢。

隨後各車手在沒有遇到意外的情況下穩定累積里程，5圈結束後Verstappen繼續維持1.5秒領先，並與Hamilton形成僅有兩人的領先集團，暫居第三的Leclerc很快的被拉開8秒，後方則是持續與其周旋的Bottas，而賽會在此時宣布啟動Gasly疑似未在起跑格就定位的行為調查程序。

第8圈，角田的賽車在10號彎外側停了下來，由於賽車的停靠位置成為危安因素，賽會因此派出安全車讓工作人員得以安全處理這起意外。

此時Alfa Romeo車隊安排Giovinazzi進站，不過工作人員卻在此時發生輪胎出錯的嚴重失誤，讓Giovinazzi在安全車結束時與隊伍差了將近10秒。

比賽於第11圈重新進行後，各車手迅速重新整理節奏並嘗試展開攻勢，不久後Stroll於5號彎超越Alonso，進入積分圈尾巴的第10名，暫居第13名的Gasly則是因起跑時的違規收到一張加時5秒的罰單，讓AlphaTauri車隊的處境雪上加霜。

隨後賽場再度進入相當平穩的狀態，Verstappen與Hamilton間再度進入1秒間的拉鋸戰，Leclerc繼續與Bottas周旋，且被領先集團持續拉開，其他車手也大多處於看得到吃不到的狀態，僅有在隊伍尾端的Giovinazzi靠著整體戰力差距接連超越Mazepin與Schumacher。

第19圈，Gasly決定進站並執行5秒加罰，成為安全車結束後首位換胎的車手。

第22圈，中游車隊開始接連安排車手進站更換因安全車而延長些許壽命的軟胎，讓隊伍中段排名開始變動，領先的兩位車手仍是處於諜對諜，在對手做出行動前不輕舉妄動的態勢。

第24圈，Red Bull車隊眼見Bottas進站後決定讓Verstappen進站，不過Red Bull車隊在換胎時罕見的發生失誤，讓Hamilton有要回領先的機會。

Hamilton並沒有立即做出回應，而是留在場上爭取後續輪胎的使用空間，直到第29圈才完成換胎作業，讓Verstappen雖然回到領先位置並獲得約5秒優勢，但雙方的輪胎使用里程已有4圈差距。

第30圈，與Leclerc周旋許久的Bottas終於超越Leclerc回到第三，給予Mercedes車隊更多的戰略運作空間，Perez則是仍卡在第六名並落後Verstappen將近30秒，讓Verstappen再度陷入孤軍奮戰的窘境。

此時Hamilton開始利用輪胎的使用差距與之前儲存的能量，以場中最快速度持續將與Verstappen間的差距拉回到不時可利用DRS的1秒上下，Bottas在超越Leclerc後則是進入了獨跑狀態。

而在各車間的差距皆大致在1秒以上的情況下，賽場僅能看見各車手穩定的累計里程，不過到了第42圈，Mercedes車隊決定採取行動讓Hamilton採用二停戰術，將壓力丟到領先的Verstappen身上。

這也讓Verstappen陷入如同2019年匈牙利GP的抉擇，而在Verstappen持續留在場上時，Hamilton再度利用場中最快速度追趕，Perez雖然在第46圈終於超越Ricciardo，但落後45秒的他已無法對冠軍之爭產生任何效用。

第52圈，Hamilton在具有輪胎與路線優勢的情況下輕鬆超越Bottas，開始對Verstappen發動最後的進攻，此時雙方只剩下11秒差距。

第60圈，已經無力抵抗的Verstappen只能眼睜睜的看著Hamitlon在直線尾段超車並揚長而去，這讓Red Bull車隊只能繳械並嘗試保底，讓Verstappen採取最快單圈戰術。

在超越Verstappen後壓力完全解除的Hamilton最終以15.841秒拿下本季第三勝，並讓他的生涯百勝魔術數字只剩「2」，Verstappen與Bottas分別獨自衝線拿下第二與第三，成為頒獎台的另兩名成員。

第四名為Leclerc，Perez第五，第六至第十依序為Ricciardo、Sainz、Norris、Ocon與Gasly。