A 31 éves Bottasnak ez volt az idei második és pályafutása kilencedik futamgyőzelme.
A finn pilóta mögött Max Verstappen, a Red Bull holland versenyzője zárt másodikként, Hamilton pedig a futam előtt szabálytalan módon elvégzett rajtpróbái miatt kapott időbüntetés ellenére behozta harmadiknak a Mercedest.
A rajtnál a harmadik helyről induló Bottas azonnal megelőzte a második kockából startoló Verstappent, sőt, egyből támadni kezdte a vezető Hamiltont, de megelőzni nem tudta. Hátrébb a mezőnyben két baleset is történt, a pályán maradt összetört versenyautók mentésének idejére pedig a versenybíróság beküldte a biztonsági autót. A Safety Car mögött Hamilton, Bottas, Verstappen volt a dobogós helyeken haladók sorrendje.
A versenyzők a hatodik kör elején folytathatták a száguldást, az újraindítás pedig problémamentesen lezajlott, Hamilton maradt az élen, mögötte Bottas és Verstappen haladt.
A nyolcadik körben a versenybíróság kétszer öt másodperc időbüntetéssel sújtotta Hamiltont, mert - a televíziós ismétlések alapján - a futam előtt egyszer a boxutcában végzett rajtpróbát, aztán pedig állóra fékezte a Mercedest a pályán, és úgy próbálta meg a startot. Hamilton a 17. körben állt ki kerékcserére a boxba, és ekkor letöltötte a büntetést, így csak a 11. pozícióban tért vissza a pályára.
Verstappen a 26., Bottas pedig a 27. körben tudta le a kerékcserét, ekkorra Hamilton már ötödik volt, de hamarosan harmadik lett, mivel előle ketten kimentek a boxba friss abroncsokért.
Tíz körrel a vége előtt Bottas több mint 11 másodperces előnnyel vezetett Verstappen előtt, Hamilton pedig csaknem 10 másodperccel maradt le holland riválisa mögött.
A hajrában már nem történt változás a dobogós helyeken, a leggyorsabb kört is megfutó Bottas ezzel a sikerrel 11 ponttal csökkentette Hamiltonnal szembeni hátrányát, amely még így is 44 pont.
A világbajnoki idény két hét múlva a Nürburgringen, az Eifel Nagydíjjal folytatódik.
Végeredmény, Orosz Nagydíj, Szocsi (53 kör, 309,745 km, a pontszerzők):
1. Valtteri Bottas (finn, Mercedes) 1:34:00.364 óra
2. Max Verstappen (holland, Red Bull) 7.729 másodperc hátrány
3. Lewis Hamilton (brit, Mercedes) 22.729 mp h.
4. Sergio Pérez (mexikói, Racing Point) 30.558 mp h.
5. Daniel Ricciardo (ausztrál, Renault) 52.065 mp h.
6. Charles Leclerc (monacói, Ferrari) 1:02.186 perc h.
7. Esteban Ocon (francia, Renault) 1:08.006 p h.
8. Danyiil Kvjat (orosz, Alpha Tauri) 1:08.740 p h.
9. Pierre Gasly (francia, Alpha Tauri) 1:29.766 p h.
10. Alexander Albon (thaifölfdi, Red Bull) 1:37.860 p h.
pole pozíció: Hamilton
leggyorsabb kör: Bottas, 1:37.030 perc (51. kör)
A vb-pontversenyek állása 10 futam után (még 7 van hátra):
versenyzők:
1. Hamilton 205 pont
2. Bottas 161
3. Verstappen 128
4. Lando Norris (brit, McLaren) 65
5. Albon 64
6. Ricciardo 63
7. Leclerc 57
8. Lance Stroll (kanadai, Racing Point) 57
9. Pérez 56
10. Gasly 45
11. Carlos Sainz Jr. (spanyol, McLaren) 41
12. Ocon 36
13. Sebastian Vettel (német, Ferrari) 17
14. Kvjat 14
15. Nico Hülkenberg (német, Racing Point) 6
16. Kimi Räikkönen (finn, Alfa Romeo) 2
17. Antonio Giovinazzi (olasz, Alfa Romeo) 2
18. Kevin Magnussen (dán, Haas) 1
csapatok:
1. Mercedes 366 pont
2. Red Bull 192
3. McLaren 106
4. Racing Point 104
5. Renault 99
6. Ferrari 74
7. Alpha Tauri 59
8. Alfa Romeo 4
9. Haas 1