A várakozásoknak megfelelően száraz pálya fogadta a mezőnyt a Kínai Nagydíj futamának napján, a pilóták azonban zűrzavarosabb első kört teljesítettek, mint arra bárki is számíthatott volna - a célegyenest követő kanyarkombinációkat ugyanis sokan nem vészelték át koccanás nélkül.
A közvetlen mögötte állókkal ellentétben lágy gumikeverékeken rajtoló Nico Rosberg talán az abroncsok gyengébb tapadásának is köszönhetően elveszítette a vezetést az 1-es kanyarig tartó sprintben, Daniel Ricciardo ugyanis a második helyről az élre lőtt a Red Bull-lal. A mögöttük csatázó Ferrarik között pedig bekövetkezett az, ami minden csapatnak a legszörnyűbb álma: Kimi Raikkönen és Sebastian Vettel összeütköztek, miután a finn kicsit megcsúszva a külső ívre sodródott, a belsőn pedig megérkezett Danyill Kvjat, így a középen beszoruló Vettelnek nem volt hova mennie. Raikkönen veszített többet, akinek ki kellett hajtania egy bokszkiállásra az első kör végén.
A két Ferrari ütközése olyan láncreakciót váltott ki, amely jóval hátrébb is elért. Az első kanyarokban zajló helyezkedés során Felipe Nasrnek hirtelen kellett elrántania az autóját Raikkönen miatt, így Hamilton elé kormányozta Sauberjét, amit a brit első vezetőszárnya bánt. Romain Grosjean szintén szárnyaszegetten, szerelőihez behajtva fejezte be a nyitókört.
Az élen Ricciardo nem tudott elszakadni Rosbergtől, és szuperlágy gumijai gyorsan el is használódtak Red Bullján. A harmadik körben a hosszú egyenesben defektes is lett a bal hátsó kerék, amivel az ausztrál előnyös pozíciója is odaveszett. A gumi- és szárnytörmelékek miatt pályára lépett a biztonsági autó, amely öt teljes körig tartotta maga mögött a mezőny - ezen időszak alatt pedig a szuperlágyakon rajtolók mind megejtették kerékcseréjüket. Vettel új szárnyat is kapott, így az újraindítás pillanatában a versenyt a második sorból kezdő Ferrarik csak a 15. és 19. helyen haladtak. A következő körök a futam legeseménydúsabb perceit hozták, hiszen a hátulról felkapaszkodók levadászták és gyakran látványos csatákat vívtak a bokszkiállás nélkül a mezőny első felébe kerülő autókkal.
Rosberg persze mindeközben kényelmesen elhúzhatott és eredményre vihette egyedi gumitaktikáját, hiszen a hátrébb küzdő Ferrarik és Hamilton híján senki nem jelentett rá veszélyt. A második helyen sokáig a Felipe Massát legyűrő Kvjat állt, ám amikor féltáv környékén a felzárkózó Vettel utolérte őt, viszonylag könnyen elment az orosz mellett.
A hátulról startoló Lewis Hamilton tervezett stratégiáját a futam közben változtatta meg a Mercedes, de a korai safety car után viszonylag jó helyzetbe kerülő brit végül csak a 7. helyet tudta megszerezni. Utolsó etapját hosszúra nyújtotta a közepes keverékeken, így a hajrában nem hogy előrébb került volna, még Ricciardo és Raikkönen is elment mellette.
Rosberg végül simán nyert, a dobogóra pedig Vettel, valamint pályafutása során másodszor Kvjat állhatott fel - a Ferrari és a Red Bull pilótája pedig a díjátadó előtt szóváltásba is keveredtek egymással a rajtincidens miatt. A verseny elején bajba kerülő Ricciardo és Raikkönen végül a 4. és 5. helyre jöttek fel, a további pontszerzők pedig Massa, Hamilton, Verstappen, Sainz és Bottas lettek.
A zűrzavaros kezdés ellenére mind a 22 autó eljutott a célig, a futamon egyetlen kiesés sem történt, ami felettébb ritka jelenségnek számít.
# | Versenyző | Csapat | Idő |
1 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:38:53.891 |
2 | Sebastian Vettel | Ferrari | 37.776 |
3 | Daniil Kvyat | Red Bull | 45.936 |
4 | Daniel Ricciardo | Red Bull | 52.688 |
5 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 1:05.872 |
6 | Felipe Massa | Williams | 1:15.511 |
7 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:18.230 |
8 | Max Verstappen | Scuderia Toro Rosso | 1:19.268 |
9 | Carlos Sainz | Scuderia Toro Rosso | 1:24.127 |
10 | Valtteri Bottas | Williams | 1:26.192 |
11 | Sergio Perez | Force India | 1:34.283 |
12 | Fernando Alonso | McLaren | 1:37.253 |
13 | Jenson Button | McLaren | 1:41.990 |
14 | Esteban Gutierrez | Haas | +1 kör |
15 | Nico Hulkenberg | Force India | +1 kör |
16 | Marcus Ericsson | Sauber | +1 kör |
17 | Kevin Magnussen | Renault | +1 kör |
18 | Pascal Wehrlein | Manor | +1 kör |
19 | Romain Grosjean | Haas | +1 kör |
20 | Felipe Nasr | Sauber | +1 kör |
21 | Rio Haryanto | Manor | +1 kör |
22 | Jolyon Palmer | Renault | +1 kör |