A pole-pozícióból induló Mark Webber a futam utolsó köreiben megelőzte Mark Webbert, ezzel a Red Bull kettős sikert ért el, de az ausztrál pilóta hátránya hét másodperc volt ekkor már Vettellel szemben, így továbbra sem tudta megszerezni első győzelmét utolsó sportban eltöltött évében.
Fernando Alonso negyedik helyének köszönhetően Vettelnek legalább Indiáig kell várnia negyedik bajnoki címének ünneplésével.
Grosjean a Lotusszal remek rajtot vett, a negyedik helyről indulva az élre állt, miután mindkét Red Bull gyengén reagált a piros lámpák kialvására.
A Mercedes pilótája, Lewis Hamilton a két Red Bull közé került a rajtnál, de Vettel első vezetőszárnyához jobb hátsó abroncsa hozzáért, a Mercedes defektet kapott, amelynek következtében a padlólemez is megsérült. A brit pilótának később, a kilencedik körben ki kellett állnia.
A mezőny végén Giedo van der Garde és Jules Bianchi az egyes kanyarnál ütköztek, mindkét pilóta feladni kényszerült a versenyt, az esetet a futam után vizsgálja a versenybíróság.
A verseny első felében Grosjean meg tudta tartani előnyét Webberrel és Vettelel szemben, a három pilóta kényelmesen elhúzott az üldözőbolytól, melyet Nico Rosberg, Felipe Massa és Fernando Alonso vezetett.
Az üldözők sok időt veszítettek az első kerékcsere során, mivel Daniel Ricciardo a kemény keveréken rajtolva hosszabb első etapot teljesített. Az ausztrál pilóta a negyedik helyre került és néhány körön keresztül több gyorsabb autót is feltartott.
Köztük volt a Sauber pilótája, Nico Hülkenberg - aki a Ferrarikat az első kerékcserék során ugrotta át. Végül a német pilótának sikerült megelőznie a Toro Rosso versenyzőjét, de addigra az első három helyezett előnye már 27 másodperc volt.
Vettel, Grosjean és Webber különböző stratégiákat követett. Az ausztrál pilóta három kerékcsere mellett döntött, míg Vettel és Grosjean csak kétszer járt szerelőinél.
Webber az utolsó tíz körben ezért gyorsan tudott haladni, míg Vettel a középső etapot megnyújtotta Grosjean-hoz képest és sokkal frissebb abroncsaival utolsó kerékcseréje után könnyedén ledolgozta két másodperces hátrányát a Lotus pilótájával szemben.
A döntő előzésre a 41. körben került sor, amikor Vettel a Casio kanyarnál támadt, majd Grosjeant megelőzve az egyes kanyarnál átvette a második helyet.
Webber egy körrel később kereket cserélt, Vettel megörökölte az első helyet és ezt a leintésig meg is tartotta.
Grosjeannak azonban Webberrel szemben kellett védekeznie az utolsó tíz körben, ám az ausztrál pilóta az egyes kanyarnál megelőzte francia riválisát, megszerezve a második helyet.
Mögöttük Alonso egy nagyszerű előzéssel a külső íven utasította maga mögé Hülkenberget az egyes kanyarnál, a negyedik helyen végezve megtartotta matematikai esélyét a bajnoki cím megszerzésére. Kimi Räikkönen is utolérte a Sauber pilótáját és megszerezte az ötödik pozíciót.
Esteban Gutierrez Rosberg - aki a kerékcsere utáni balesetveszélyes kiengedésért áthajtásos büntetést kapott - előtt végzett a hetedik helyen, míg Jenson Button és Felipe Massa a kilencedik és tizedik lett.
Massa szintén áthajtásos büntetést kapott - átlépte a boxutcában megengedett sebességet - bár számára előnyösen alakult az előtte folyó harc Sergio Perez és Nico Rosberg mögött. A két pilóta a tizedik helyért harcolt, amikor a két autó összeért, Perez defektet kapott, ezért a boxba kellett hajtania kerékcserére.
Paul di Resta Jean-Eric Vergne előtt a 11. lett, míg a harmadik áthajtásos büntetést teljesítő Ricciardo - aki a 130R-ben di Resta megelőzését követően elhagyva a pályát jogosulatlan előnyre szert téve büntetésben részesült - a 13. lett Adrian Sutil, Perez és a Williams párosa, Pastor Maldonado és Valtteri Bottas előtt.
A 2013-as szezon következő versenyét, az Indiai Nagydíjat október 27-én rendezik.
A Japán Nagydíj végeredménye:
| Hely | Versenyző | Csapat | Idő/Különbség | ||
| 1 | Sebastian Vettel | Red Bull | 1:26:49.301 | ||
| 2 | Mark Webber | Red Bull | + 7.129 | ||
| 3 | Romain Grosjean | Lotus | + 9.910 | ||
| 4 | Fernando Alonso | Ferrari | + 45.605 | ||
| 5 | Kimi Räikkönen | Lotus | + 47.325 | ||
| 6 | Nico Hülkenberg | Sauber | + 51.615 | ||
| 7 | Esteban Gutiérrez | Sauber | + 1:11.630 | ||
| 8 | Nico Rosberg | Mercedes | + 1:12.023 | ||
| 9 | Jenson Button | McLaren | + 1:20.821 | ||
| 10 | Felipe Massa | Ferrari | + 1:29.263 | ||
| 11 | Paul di Resta | Force India | + 1:38.572 | ||
| 12 | Jean-Éric Vergne | Toro Rosso | + 1 kör | ||
| 13 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso | + 1 kör | ||
| 14 | Adrian Sutil | Force India | + 1 kör | ||
| 15 | Sergio Perez | McLaren | + 1 kör | ||
| 16 | Pastor Maldonado | Williams | + 1 kör | ||
| 17 | Valtteri Bottas | Williams | + 1 kör | ||
| 18 | Charles Pic | Caterham | + 1 kör | ||
| 19 | Max Chilton | Marussia | + 1 kör | ||
| -- | Lewis Hamilton | Mercedes | Nem ért célba | ||
| -- | Giedo van der Garde | Caterham | Nem ért célba | ||
| -- | Jules Bianchi | Mrussia | Nem ért célba | ||
