Po štartu je povedel Hans Stuck, ki so mu sledili Bernd Rosemeyer, Luigi Fagioli in Rudolf Caracciola. Achille Varzi je zapeljal v bokse že po prvem krogu, okrvavljen po obrazu, ker je kamen prebil vetrobransko steklo dirkalnika in ga zadel v glavo. Njegov dirkalnik je prevzel Paul Pietsch. Podobno se je pripetilo tudi Rosemeyerju, le da ga kamen ni resneje poškodoval in je lahko nadaljeval, moral pa je na dodaten postanek v bokse na zamenjavo vetrobranskega stekla, tako je padel na osmo mesto. Že v naslednjem krogu je postal žrtev kamenja na stezi še Faglioli, ki pa je kljub temu dirkal na drugem mestu za Stuckom, sledili pa so jima še Fagioli, Caracciola, Jean-Pierre Wimille in Louis Chiron. Tudi Pietsch je moral na postanek za popravilo vetrobranskega stekla, ob tem pa je dirkalnik ponovno prevzel Varzi, ki je na stezo zapeljal na deveto mesto in kmalu postavil najhitrejši krog dirke.
V osmem krogu je moral Nuvolari s svojim novim dirkalnikom ponovno odstopiti zaradi okvare vzmetenja. Manfred von Brauchitsch je prehitel Chirona in napredoval na peto mesto, med tem pa je Caracciola prehitel Fagiolija in začel loviti vodilnega Stucka. V trinajstem krogu je vodilni Nemec zapeljal na postanek v bokse po gorivo, toda krog po vrnitvi na stezo je odstopil zaradi okvare menjalnika, delovala mu je le četrta prestava. Podobne težave je imel tudi Varzi, ki je dirkalnik predal Pietschu. Na dveh tretjinah dirke je imel Caracciola enainsedemdeset sekund prednosti pred Fagiolijem, še osemdeset sekund pa sta zaostajala Wimille in von Brauchitsch, ki sta se bijevala za boljše mesto. Nemec je v dvoboju zmagal in s tem zagotovil Mercedesu trojno zmago, Wimille je končal kot četrti, Rosemeyer pa, po zelo slabem dnevu za Auto Union, kot peti.
Snellman, Leif; Etzrodt, Hans. »X° Gran Premio de España«. The Golden Era of Grand Prix Racing (v angleščini). Pridobljeno 21. februarja 2007.
Galpin, Darren. »X Gran Premio de España«. The GEL Motorsport Information Page (v angleščini). Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 7. oktobra 2018. Pridobljeno 22. aprila 2015.
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
