Kellemes időben sorakoztak fel a pilóták a rajtrácsra – már aki felállt, a brazil Lucas di Grassi ugyanis a rajtrácsra vezető körében megcsúszott az R130 nevű kanyarban, és összetörte Virgin-Cosworthját. Az élcsoportból egyedül Jenson Button rajtolt kemény keverékű abroncsokkal, a többiek a lágyabb gumikba vetették bizalmukat.

A rajt a Renault-ról szólt: a harmadik helyről induló Robert Kubica megelőzte a második Mark Webbert, miközben a középmezőnyben a Nico Hülkenberg által meglökött Vitalij Petrov keresztbe fordult a célegyenesben. Az első kanyarban Felipe Massa Vitantonio Liuzzival ütközött, a versenyigazgatóság a pályára küldte a biztonsági autót. Hülkenberg is kiesett, Rosberg, Senna, Trulli és Glock a boxba hajtott.

A safety car mögött autózva Kubica autójáról leesett a jobb hátsó kerék, a lengyelnek is fel kellett adnia a viadalt. A verseny újraindításakor (7. kör) Vettel, Webber, Alonso, Button, Hamilton, Barrichello, Schumacher, Heidfeld, Sutil, Alguersuari, Kobajasi, Buemi, Rosberg, Kovalainen, Jamamoto, Trulli, Senna, Glock volt a sorrend. Schumacher a célegyenes előtti lassítóban megelőzte Barrichellót, Rosberg is próbálkozott Buemivel szemben, de majdnem kicsúszott.

A Red Bull pilótái folyamatosan elszakadtak Alonsótól (körönként legalább fél másodpercet vertek a spanyolra), aki eleinte nem tudta lerázni a mclareneseket, csak a 12. kör után távolodott el a Button, Hamilton párostól.

A középmezőnyben Kobajasi vitézkedett, Alguersuarit és Sutilt is bravúros manőverrel előzte meg, s mivel Heidfeld kiment a boxba új gumikért, a japán feljött a nyolcadik helyre.

A vb-aspiránsok közül Hamilton cserélt kereket először (a 22. körben), az angol a kemény keverékű gumikon száguldó Kobajasi mögé jött vissza a pályára. A 24. körben Vettel és Alonso is a boxba hajtott, mindketten Kobajasi előtt folytatták. Hamilton a célegyenes végén megelőzte a Sauber japán pilótáját.

Webber a 25. körben állt ki, Vettel és Alonso között folytatta, Button állt az élre. A címvédő a 25. körben 1:27.8 perces kört futott, Hamilton 1:25.6-ot. Schumacher közben a nyolcadik helyen haladó csapattársát, Rosberget támadta, abban bízott, hogy ha megelőzi a gumikat a második kör óta használó csapattársát, elég gyorsan tud menni ahhoz, hogy Button elé kerüljön az éllovas boxkiállása után. Ám mivel ez nem sikerült, a hétszeres világbajnok hátránya nem csökkent, hanem nőtt a McLaren-pilótához képest.

A kerékcseréjét tét nélkül halogató Buttonra a 33. körre felzárkózott a két Red Bull-Renault, akiket egyre inkább megközelített Alonso és Hamilton.

Button a 38. körben állt ki a boxba, az ötödik helyen folytatta a száguldást. Közben Hamilton váltójából elszállt a harmadik sebességi fokozat (pedig éppen az időmérő előtt cserélték ki a tengelykapcsolót, ami miatt Hamilton öt rajthelyes büntetést is kapott), amitől az angol körönként másfél-két másodperccel lelassult. Button 8.5 másodperces lemaradással követte csapattársát, sőt, miután megfutotta a verseny addigi leggyorsabb körét, a különbség 6.4 másodpercre csökkent.

Button a 44. körben megelőzte Hamiltont, akinek tempója bőven elég volt ahhoz, hogy Rosberget maga mögött tartsa – ugyanakkor a célba éréssel azt kockáztatta, hogy tíz pontért cserébe a dél-koreai futamon esedékes váltócseréjéért is öt rajhelyes büntetést kap. (Ha kiesne, nem járna szankcióval a váltócsere.)

A korábbi kerékcseréje miatt a 12. helyre visszaeső Kobajasi a 45. körben szenzációs manőverrel előzte meg Alguersuarit, és mivel Sutilnak ugyanekkor tönkrement az autója, feljött a 10. pozícióba.

A 48. körben Rosberg az S-kombináció egyik kanyarjában kicsúszott a pályáról, és a gumifalnak csapódott, miközben Kobajasi az alagút utáni 180 fokos kanyarban megelőzte Barrichellót is. A Sauber japán pilótája a 49. körben Heidfeld mellett is elment a hajtűkanyarban, és már a hetedik helyen száguldott.

A verseny utolsó köreiben Vettel megfutotta a leggyorsabb kört (1:33.653), és végül megnyerte a Japán Nagydíjat. Pontszámban utolérte Alonsót (206-206), Webber 14-gyel előzi meg őket. Hamilton hátránya 28, Buttoné 31 pontra nőtt.

Michael Schumacher hosszú idő után ismét jó teljesítményt nyújtott, de a nap hőse Kobajasi volt. A Lotusból Kovalainen a 12., Trulli a 13. helyen ért célba, ami azt jelenti, hogy ha nem lesz több, ennyi kieséssel járó verseny, a zöld-sárga istállóé lesz a vb tizedik helye.