Hamilton mögött a vb-címvédő német Sebastian Vettel (Red Bull) lett a második és utóbbi csapattársa, az ausztrál Mark Webber a harmadik.

A 2008-ban világbajnok Hamilton, aki a harmadik rajtkockából startolt, a verseny utolsó harmadában egyre jobban felgyorsult, és négy körrel a leintés előtt előzte meg az összetettben éllovas Vettelt. A 26 éves brit versenyző 16. futamgyőzelmét szerezte meg Sanghajban.

A legnagyobb bravúrt Webber hajtotta végre, aki kilencedik sorból rajtolt, és végül harmadik lett.

A két ferraris pilóta, a brazil Felipe Massa és a spanyol Fernando Alonso ezúttal sem tudott beleszólni a dobogós helyekért folytatott küzdelembe.

Gond nélkül lezajlott a start, Button és Hamilton remek manőverrel megelőzte az élről rajtoló Vettelt. Az első kör végén Button, Hamilton, Vettel, Nico Rosberg (német, Mercedes), Massa és Alonso volt a sorrend.

A tizedik kör után változatlan volt a helyzet az élbolyban: elől a két mclarenes pilóta, mögöttük Vettel, majd Rosberg és a két Ferrari, Massa, valamint Alonso haladt. Egy körrel később megkezdődtek a kerékcserék: Rosberg a 13., Button és Vettel 15. körben járt a boxutcában. Button azonban nagyot hibázott: elnézte a saját helyét, és véletlenül a Red Bull boxa elé állt be cserére.

Féltávnál Vettel vezetett, mögötte Massa és Alonso következett.

A 25. körben Button másodszor is a boxban járt, utána a mezőny többsége szintén gumikat cserélt. Vettel a 32. körben állt ki, ezzel Massa került ideiglenesen az élre.

Húsz körrel a leintés előtt Rosberg robogott az első helyen, Hamilton volt a második, Button a harmadik, Vettel a negyedik.

Még 11 kör volt hátra, amikor Hamilton remek előzésekkel feltornázta magát a második pozícióba, Vettel mögé. Ekkor még Massa volt a harmadik, Rosberg a negyedik, Button az ötödik és Webber a hatodik. A brit pilóta azonban tovább fokozta a tempót, s egyre közelebb került a vb-címvédőhöz. Massa lelassult, Button feljött a harmadik helyre. Négy körrel a leintés előtt aztán Hamilton megelőzte Vettelt, Webber pedig Buttont taszította le a képzeletbeli dobogóról.