A legszebb ajándékkal ünnepelhet Frank Williams, hiszen azok után, hogy versenyzője, Pastor Maldonado az élről rajtolhatott, meg is nyerte a Spanyol Nagydíjat. Mögötte Fernando Alonso és Kimi Räikkönen szelte át a célvonalat.

Hibátlan és rendkívül érett versenyzéssel Pastor Maldonado pályafutásának első diadalát zsebelte be, Sir Frank Williams csapata pedig nyolc év után újra futamgyőzelmet ünnepelhetett. A szezon ötödik nagydíján ötödik csapat és ötödik versenyző diadalmaskodott, a második helyre Fernando Alonso ért be, míg a dobogó legalsó fokára Kimi Räikkönen állhatott fel. 

Az időmérő leggyorsabb körét megfutó Lewis Hamilton büntetése után a teljes rajtrács eggyel előrébb léphetett, így Pastor Maldonado és Fernando Alonso rajtolhatott az első sorból, közvetlen mögöttük pedig a két Lotus sorakozott fel. A jobb tapadás miatt a teljes mezőny a lágy Pirelliket választotta, senki nem kockáztatott a keményebb gumikkal.

A rajtnál Maldonado hősiesen védte pozícióját, de a rutinos Fernando Alonsóval szemben nem sok esélye volt, és az első kanyarban már a Ferrari volt elől. A harmadik helyről rajtoló Grosjean hátrébb csúszott, így csapattársa, Kimi Räikkönen vette üldözőbe az élen autózó duót.
A két Mercedes nagyon jól kapta el a rajtot, Nico Rosberg a negyedik helyre, Michael Schumacher pedig Grosjean mögé, a hatodik helyre ugrott fel, pontszerző helyeken még Vettel, Button, Kobajasi és Vergne autózott. Felipe Massa szintén jól indult, a brazil 16. rajtpozícióból öt helyet lépett előre. Az ötödik helyről rajtoló Sergio Pérez már a rajt után bal hátsó defektet kapott, így jelentősen visszaesett.

A 7. körben először Webber váltott kemény keverékekre, majd a következő körben német csapattársát várták a Red Bull szerelői. Az élmenők a 10-11 körben hajtották végre első boxkiállásukat. A Ferrari most is rendkívül gyors kerékcserét produkált, a Lotus pedig ismét más taktikát alkalmazott, és míg a többiek a kemény keverékre váltottak, addig Kimi újabb lágy szettet kapott.

A verseny első kiesője Schumacher volt, aki a 13. körben a célegyenes végén egyszerűen belerohant Bruno Senna Williamsébe, ezt követően a kavicságyba sodródott. A német láthatóan nagyon dühös volt, mert Senna korábban fékezett, mint azt várta. A williamses defekttel visszahajtott a boxba, de autója megsérült, így Schumacher után Senna is feladta versenyét. A versenybíróság a leintést követően vizsgálja majd az incidenst. A hétszeres bajnok később elmondta, reméli a sportfelügyelők alaposan kivizsgálják Senna manőverét, mivel véleménye szerint nagyon veszélyes volt: "Visszanéztem a videót, és látszott, hogy jobbra húzódott védeni pozícióját a féktávon, de aztán visszahúzódott balra, éppen elém. Ez nagyon dühítő" - panaszkodott Schumacher. Senna azonban a kopott gumijaira hivatkozott, amik miatt kénytelen volt korábban fékezni.

Közben az első hármas sorrendje változatlan maradt, Grosjean a DRS segítségével azonban vissza tudta venni negyedik helyét Rosbergtől, mögöttük Vettel, Button, Kobajasi, Di Resta, és Vergne volt a pontszerzők sorrendje.

A második boxkiállás jóval izgalmasabban alakult. A Williams nagyon jó időben hívta be Maldonadót, és a következő körben a Ferrari hiába hajtott végre egy újabb villámgyors kerékcserét Alonsónál, de mivel előtte a spanyol éppen beragadt Charles Pic mögé, így a plusz egy kör alatt sokat veszített, Maldonado pedig könnyedén átvette a vezetést. Később Pic boxutcaáthajtásos büntetést kapott a feltartás miatt - mellesleg a Marussia ekkor be is parkolt a garázsba-, de a spanyolt ez már nem segítette ki.

A 29. körre a venezuelai már nagyjából hét másodpercre növelte előnyét a kétszeres bajnokkal szemben. A két Lotus megtartotta a harmadik-negyedik helyet, veszélyt nem jelentettek az elől haladó riválisokra

Schumacher és Senna baleseténél pályára került törmelékek miatt rövid ideig sárga zászlót lengettek, amit Vettel és Massa figyelmen kívül hagyott, így a 29. körben mindketten megkapták áthajtásos büntetésüket. Ezt követően a pontszerző helyekért látványos csatákban volt részük, közben Lewis Hamilton is egyre előrébb küzdötte magát, ráadásul a brit két kiállással teljesítette futamát, így a rajtrács legvégéről értékes pontokkal gyarapította csapatát.

A 42. körben az élbolyból ismét a Williams hívta be először versenyzőjét, és bár Maldonado két másodpercet veszített a boxban, de megtartotta vezető helyét. Alonso a 45. körben egy újabb gyors kiállást hajtott végre, ami után megérkezett a venezuelai nyakára. Legtovább a Lotusok maradtak kint a pályán, és arra számítottak, hogy az élen csatázó Maldoandónak és Alonsónak negyedjére is ki kell mennie friss gumikért. A két Lotus mögött Rosberg maradt az ötödik helyen, őt követte Kobajasi, Hamilton, Button, Vettel, és Hülkenberg.

A Lotus számítása nem vált be, és végül Alonso sem tudta már megszorongatni Maldonadót. Hátrébb azonban még történt némi átalakulás a pontszerzők sorrendjében. Vettel megelőzte Buttont, Kobajasi pedig Rosberg ellen indított sikeres támadást. A németnek annyira elkoptak az abroncsai, hogy a verseny végén még Vettel is elment mellette, sőt a hajrában Hamilton is szorongatta. A Mercedest végül a hetedik helyen intette le a kockás zászló, mögötte Hamilton, Button és Hülkenberg szerzett még pontot.

A verseny leggyorsabb körét - 1:26.250 - Romain Grosjean futotta meg. 

A Williams a 2004-es Brazil Nagydíjon, Juan Pablo Montoyának köszönhetően ünnepelhetett utoljára futamgyőzelmet, azaz nyolc év után először állhatott a dobogó legfelső fokára williamses pilóta.

A versenynek összesen öt kiesője volt: Schumacher, Senna, Karthikeyan, Pic és Pérez.