给予前10名完赛车手年度积分的决赛安排于赛道时间15:00[北京时间21:00]举行，在加泰罗尼亚赛道处于气温摄氏24度、赛道温度摄氏41度的晴朗环境，且因规则要求车手需进行至少一次进站换胎、赛道路线对轮胎要求较高而会以二停战术为先下，软胎成为大部分车手面对66圈赛程的起跑用胎。
虽然决赛的起跑顺位以排位赛成绩为准，让以0.02秒差击败维斯塔潘的诺里斯为本场大赛杆位，但佩雷兹将因在加拿大站的不安全驾驶行为罚退3个顺位，使排位赛第八的墨西哥车手将改从第11顺位起跑，而在赛会于排位赛赛后对成绩垫底的萨金特于Q1的不当阻挡做出罚退3个顺位处分，阿尔本更换超过年度配额、且触及车检规定的第3套电池与电子系统改至维修区起跑后，萨金特的起跑顺位反而提升至第19顺位。
起跑灯灭后领先集团的竞争虽激烈，但没有发生意外，拉塞尔在1号弯入口靠着诺里斯专注于防守维斯塔潘的机会从外侧取得领先，维斯塔潘抢下第二，诺里斯落至第三，汉密尔顿、勒克莱尔、塞恩斯与加斯利的顺位没有改变，从维修区起步的阿尔本也顺利来到赛道。
拉塞尔的起步虽顺利，但维斯塔潘在赛会于第2圈开放DRS后随即发动攻势，并在第3圈起跑直线尾端超越拉塞尔取得领先后稳步构筑领先优势。
周冠宇和起跑后就十分挣扎的角田裕毅虽在赛况走向稳定的第10圈成为首波进站车手，且马格努森与博塔斯也在稍后2圈加入行列，但积分圈直到第14圈才由奥康与佩雷兹率先行动，这波进站潮里除了Alpine与梅奔两队分别发生加斯利与拉塞尔的换胎状况外，赛会也对马格努森的起跑违规做出加时5秒处分。
在维斯塔潘于第18圈进站时，迈凯伦车队曾向重新取得领先的诺里斯询问对应拉塞尔的策略，不过诺里斯已将目标指向维斯塔潘，使诺里斯一路坚持到第24圈才完成首次换胎。
诺里斯在回到赛道后除了立即透过轮胎里程优势做出最快单圈外，他也很快的在第27圈1号弯入口超越塞恩斯回到第四，更在第32至35圈的4圈间接连超越两位梅奔车手来到第二。
在诺里斯步步逼下，红牛车队在第45圈让维斯塔潘以软胎完成第二次进站，麦队则是在第48圈让诺里斯进站并一同换用软胎应对，使双方以约8秒差距在剩下的18圈决胜负。
诺里斯虽持续追赶，但在双方差距一度在5秒时进入停滞期下，维斯塔潘仍以2.219秒差击败诺里斯夺下本季第7胜，同时也是他自4月的日本、中国以来的首次连胜，汉密尔顿以17.790秒差夺下颁奖台最后一席，使他的生涯200次颁奖台的魔术数字降为「2」。
拉塞尔守住第四，第五至第十名依序为勒克莱尔、塞恩斯、皮亚斯特里、佩雷兹、加斯利与奥康，最快单圈积分由诺里斯拿下。