Au moment du départ du Grand Prix, la température est de 28 °C dans l’air et 48 °C sur la piste. 23 pilotes sont présents sur la grille puisque Lucas di Grassi partira de la voie des stands avec un moteur neuf. À l’extinction des feux, Mark Webber, en pole position, et son coéquipier Sebastian Vettel, troisième, profitent du côté propre de la piste pour prendre la tête. Lewis Hamilton reprend rapidement l’avantage sur Vettel après quelques centaines de mètres. Michael Schumacher prend également un très bon départ et est quatrième après le premier virage mais Button le repasse au bout de la ligne droite à la fin du circuit et, au premier passage, les douze premiers sont Webber, Hamilton, Vettel, Jenson Button, Michael Schumacher, Nico Rosberg, Robert Kubica, Felipe Massa, Vitaly Petrov, Kamui Kobayashi, Adrian Sutil et Fernando Alonso. Nico Hülkenberg et Sébastien Buemi se sont légèrement touchés dans ce tour et doivent passer par leur stand chausser de nouvelles gommes, Buemi ayant son pneu arrière gauche en lambeaux.
En tête de course, Webber est suivi comme son ombre par Hamilton qui signe à plusieurs reprises le meilleur tour en course et le duo creuse l’écart sur Vettel, repoussé à deux secondes. Kobayashi et Rubens Barrichello entrent les premiers changer de pneus au 10e tour, Alonso s’arrête au tour suivant, puis au douzième tour Petrov, Sutil et de la Rosa l’imitent. Kubica, Massa et Liuzzi s’arrêtent au treizième tour, Vettel, Schumacher et Jaime Alguersuari au quatorzième, Webber, Hamilton et Rosberg au quinzième et enfin Button au dix-septième. Vettel réalise la meilleure opération après les arrêts aux stands en prenant la deuxième place à Hamilton. Le classement au dix-huitième tour est donc Webber en tête devant Vettel à 1 s, Hamilton à 1 s 4, Button à 2 s, Schumacher à 18 s, Rosberg à 19 s, Kubica à 20 s, Massa à 22 s, Petrov à 23 s et Alonso à 25 s.
Au vingtième tour, les équipes informent les pilotes d’un risque de pluie. Au 29e tour, les Red Bull mènent toujours la course devant les McLaren et, à 30 secondes du leader, Schumacher devance Rosberg, Kubica, Massa, Petrov, Alonso et Kobayashi. Au 34e tour, Jarno Trulli abandonne sa monoplace sur le bas-côté de la piste alors que son équipier Heikki Kovalainen rentre au stand pour abandonner également. Dans les deux cas, l’hydraulique est la cause de l’abandon. Au 37e tour, Webber mène toujours avec moins d'une seconde d‘avance sur Vettel, Hamilton à 1 s, Button à 2 s, Schumacher à 37 s, Rosberg et Kubica à 40 s, Massa à 41 s, Petrov et Alonso à 43 s.
Au 39e tour, Vettel attaque Webber et, alors qu’il a pris l’avantage, se rabat sur son coéquipier, ce qui provoque une double sortie de piste. Vettel abandonne alors que Webber rejoint son stand et reprend la piste en troisième position devant Schumacher, Rosberg, Kubica, Massa, Petrov, Alonso et Kobayashi. Lewis Hamilton est désormais en tête de la course devant son équipier Button.
La pluie, très légère, fait enfin son apparition au 45e tour, mais les pilotes conservent tous leurs pneus. Profitant de l'averse, Button attaque Hamilton à la fin du 47e tour et le passe, mais Hamilton reprend l'avantage dès le premier virage du tour suivant. Il ne reste plus que quatre tours lorsqu’Alonso attaque Petrov pour le gain de la 8e place : ils se touchent légèrement et Petrov crève à l’avant-droit. Après un passage par son stand, Petrov ne reprend la piste qu’en quinzième position.
Le classement n'évolue plus et Lewis Hamilton signe sa première victoire de sa saison devant Button, Webber, Schumacher, Rosberg, Kubica, Massa, Alonso, Sutil et Kobayashi qui inscrit son premier point de la saison.
Michael Schumacher, en se classant quatrième de l'épreuve, passe la barre des 1400 points inscrits en championnat du monde (1403 points).
Jenson Button, en se classant deuxième de l'épreuve, passe la barre des 400 points inscrits en championnat du monde (415 points).
Robert Kubica, en se classant sixième de l'épreuve, passe la barre des 200 points inscrits en championnat du monde (204 points).
Lewis Hamilton, en menant la course pendant 18 tours, passe la barre des 800 tours en tête (816 tours).
Johnny Herbert (161 départs en Grands Prix de Formule 1 dont 3 victoires, vainqueur des 24 Heures du Mans 1991 et champion de Speedcar Series en 2008) a été nommé conseiller par la FIA pour aider dans leurs jugements le groupe des commissaires de course (Radovan Novak, membre du conseil mondial de la FIA, Gerd Ennser, membre de l'ADAC et Haluk Ünsal, membre de la Fédération Turque de Sport Automobile) lors de ce Grand Prix. Il a déjà tenu ce rôle lors du Grand Prix automobile de Malaisie 2010.