A rajtnál Felipe Massa jól jött el az első helyről, Nico Rosberg azonban az első kanyarig le tudta gyorsulni Vatteri Bottast - a finn viszont nem hagyta magát, és a következő egyenesben szélárnyékba bújva visszavette a második helyet.
A legjobb rajtot azonban Lewis Hamilton mutatta be, aki a 9. helyről indulva már az első kör végén ott volt Rosberg mögött a negyedik pozícióban. Az élen álló négyes szorosan követte egymást az első kiállásokig, előzésre senki nem szánta el magát.
Sebastian Vettel számára hamar rosszra fordultak a dolgok - a mezőny közepéből startoló német autója már a második körben lelassult és megállt a pályán, s bár a Red Bull egy perc múlva szokatlan módon életre kelt, a négyszeres bajnok ekkorra már körhátrányba került, később pedig a csapata a garázsba való visszatérésre és a verseny feladására szólította fel.
A kerékcseréket a Mercedesek kezdték meg, a Williams stratégái azonban úgy döntöttek, nem reagálnak azonnal riválisuk lépésére - két-három körrel később kiállva mindketten pozíciókat vesztettek - Bottas visszaesett Rosberg mögé, az élről kiálló Massa pedig még rosszabbul járt, a pályára való visszatérése után Hamilton ugyanis azonnal megelőzte, így a 4. helyre csúszott.
A második kiállásoknál Hamiltonnak sikerült átugrania a finnt is, és miután a két Mercedes előtt szabad lett az út, világossá vált, hogy autóikban van még némi tartalék, és gyorsan kényelmes előnyt autóztak ki a Williamsekkel szemben, akik látszólag nem is figyeltek túlságosan a német csapatra, csupán saját versenyüket futották.
Hamilton mindkét kerékcseréje lassabb volt Rosbergénél, aminek a páros szoros harcában fontos szerepe lehetett. A pályán hosszú ideig két másodperc körüli lemaradással üldözte csapattársát, és a különbséget nem is tudta annyira ledolgozni, hogy DRS-közelségbe kerüljön.

Az utolsó körökre ugyan faragott egy kicsit, és Rosberg egy elfékezésének köszönhetően egy pillanatra felcsillanhatott előtte a remény, de a német végül gond nélkül be tudta hozni autóját az első helyre, idei harmadik győzelmét szerezve, amivel 29 pontosra növelte előnyét a tabellán.
A Williams ígéretesen induló hétvégéjének végül pozitív befejezése is lett, s még ha a győzelemért nem is tudtak harcba szállni, Bottas első alkalommal állhatott fel a dobogóra. Helyét az őt tisztes távolságból követő Massa sem veszélyeztette, akinek már inkább a rá közeledő Fernando Alonsóra kellett figyelnie.
A lágy gumikkal rajtolva fordított taktikát választó Sergio Perez az utolsó körökben előzte meg Kevin Magnussent a 6. helyért, míg a kanadai futamgyőztes, Daniel Ricciardo csak a nyolcadik lett a Red Bull hazai pályáján, amely egyáltalán nem feküdt a csapat autóinak.
A futam végén meglepetésre Mark Webber is visszatért a dobogóra, a Red Bulltól tavaly távozó ausztrált bízták meg ugyanis azzal, hogy interjút készítsen az első három helyezettel.
Az Osztrák Nagydíj végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Idő |
| 1. | Nico Rosberg | Mercedes | 1:27:54.967 |
| 2. | Lewis Hamilton | Mercedes | +1.932 |
| 3. | Valtteri Bottas | Williams-Mercedes | +8.172 |
| 4. | Felipe Massa | Williams-Mercedes | +17.358 |
| 5. | Fernando Alonso | Ferrari | +18.553 |
| 6. | Sergio Perez | Force India-Mercedes | +28.546 |
| 7. | Kevin Magnussen | McLaren-Mercedes | +32.031 |
| 8. | Daniel Ricciardo | Red Bull-Renault | +43.522 |
| 9. | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | +44.137 |
| 10. | Kimi Raikkonen | Ferrari | +47.777 |
| 11. | Jenson Button | McLaren-Mercedes | +50.966 |
| 12. | Pastor Maldonado | Lotus-Renault | -1 kör |
| 13. | Adrian Sutil | Sauber-Ferrari | -1 kör |
| 14. | Romain Grosjean | Lotus-Renault | -1 kör |
| 15. | Jules Bianchi | Marussia-Ferrari | -2 kör |
| 16. | Kamui Kobayashi | Caterham-Renault | -2 kör |
| 17. | Max Chilton | Marussia-Ferrari | -2 kör |
| 18. | Marcus Ericsson | Caterham-Renault | -2 kör |
| 19. | Esteban Gutierrez | Sauber-Ferrari | -2 kör |
| Kiesők: | ||
| Jean-Eric Vergne | Toro Rosso-Renault | 59 kör |
| Sebastian Vettel | Red Bull-Renault | 34 kör |
| Daniil Kvyat | Toro Rosso-Renault | 24 kör |