A harmadik helyről induló Kimi Raikkönen számára problémával kezdődött a Brazil Nagydíj: egy rejtélyes elektronikai hiba miatt a Ferrari elveszítette a telemetriai kapcsolatot a finn autójával, de a 2007-es világbajnok legalább el tudott indulni a rajtrácsról, nem úgy, mint Malajziában. A piros lámpák kialvásakor is sikerült megőriznie pozícióját, az élen viszont változás történt: akárcsak Austinban, Sebastian Vettel bebújt Valtteri Bottas mellé, és átvette vezetést.
Mögöttük nem volt ilyen sima az első kör: a mezőny második feléből induló Daniel Ricciardót Stoffel Vandoorne pörgette ki a kettes kanyarban, az incidensbe pedig Kevin Magnussen is belekeveredett. Néhány száz méterrel odébb Romain Grosjean és Esteban Ocon akadt össze, a két francia csetepatéjából a Haas-pilóta jött ki jobban, honfitársa autója ugyanis képtelen volt a folytatásra - a Force Indiá-s ezzel karrierje során először adott fel futamot a Forma-1-ben.
A versenybíróság a pálya jobb és bal oldalán heverő autók miatt a safety car mögött gyűjtötte be a Vandoorne-t, Magnussent és Ocont nélkülöző mezőnyt, Ricciardo és Grosjean pedig kényszerű bokszkiállás után folytathatta a küzdelmet. A biztonsági autó az ötödik kör végén engedte útjára a pilótákat, helycsere pedig egy történt: Felipe Massa előzte meg Fernando Alonsót az ötödik helyért.
Ezt követően a hátrányba került élpilóták gondoskodtak a show-ról: a bokszból rajtoló Lewis Hamilton folyamatosan lépdelt előre, a hetedik kört már 12.-ként kezdte meg, onnantól pedig körönként javított egy helyet, de ugyanezt tette Ricciardo is, néhány pozícióval hátrébb. Mindeközben Vettel állandósította két másodperces előnyét Botasszal szemben, akit hárommal követett Raikkönen, Max Verstappen pedig kicsivel több, mint egy szekundumnyi hátrányban autózott a negyedik pozícióban.
Noha Alonso az újrarajtnál rajtavesztett Massával szemben, a 19. körre odaért a brazil mögé, de mire előzési távolságba kerülhetett volna, már hátrafelé kellett figyelnie, ugyanis a bődületes tempót autózó Lewis Hamilton folyamatosan kereste a lehetőséget arra, hogy felülmúlja egykori nemezisét. A brit játszi könnyedséggel vette át a hatodik helyet a mclarenestől, majd Massa után vetette magát, és akárcsak Alonso esetében, a Williamsen is gyorsan át tudott ugrani.
Hamilton előtt a futam során először tisztult ki a pálya, Max Verstappen azonban bő tíz másodperccel autózott előtte, de folyamatosan szállította a leggyorsabb köröket - lágy abroncsokon autózva. A sárga jelzésű Pirellikért először Valtteri Bottas, majd Felipe Massa érkezett a bokszba a 28. körben, egy körrel később pedig Sebastian Vettel és Max Verstappen is követte példájukat. Bottas hiába Vettel hátsó szárnyára érkezett vissza a pályára, az élen nem változott a sorrend, Raikkönen kiállását követően szintén meg tudta őrizni harmadik pozícióját.
A verseny negyedik kiesőjét a 42. kör hozta el Brendon Hartley személyében: a Toro Rosso új-zélandija műszaki hiba miatt adta fel a Brazil Nagydíjat. Az élen állók cseréjével korábban Lewis Hamilton vette át a vezetést, a négyszeres világbajnok pedig egészen sokáig, a rajtszámával megegyező 44. körig várt a szuperlágyak felrakatásával - akárcsak Daniel Ricciardo. A brit 11 másodperccel Verstappen mögött tért vissza a pályára (Vettelhez képest 18 szekundum volt a hátránya), az ausztrál pedig Massa visszapillantóját kezdte egyre inkább kitölteni, hogy aztán az első adandó alkalommal bevetődjön mellé, és átvegye a hatodik pozíciót.
Hamilton hét kör alatt megfelezte lemaradását a hollandhoz képest, aki folyamatosan arra panaszkodott csapatának, hogy nem tudja megfelelően munkára fogni az abroncsokat. Az 58. körben már kevesebb, mint fél másodperc volt közöttük a különbség, s amíg a Red Bull-pilóta a célegyenes végén kivédekezte a bajnok támadását, négyes kanyar előtt már nem tudott semmit sem tenni a feltekert motorral hajtó brit ellen. Persze a mercedeses nem elégedett meg ennyivel, és azonnal Kimi Raikkönen után vetette magát.
Időközben Max Verstappen veszteség nélkül be tudott iktatni egy pluszkiállást, Lewis Hamilton pedig a 66. körtől folyamatosan ott autózott lőtávolban a Ferrari finnje mögött. A brit hiába nyithatta a DRS-t minden körben, előzni nem tudott, így Raikkönen megőrizte harmadik helyét a leintésig.
A leintés előtt Lance Stroll bal első kerekén egy elfékezés után levált a futófelület, így "három lábon" bicegett vissza a bokszba, az élen állókat ez azonban nem zavarta: Sebastian Vettel végül 2,7 másodperces előnnyel húzta be a diadalt Valtteri Bottas előtt, a Ferrari és saját maga idei ötödik sikereként.
A 71 körös Brazil Nagydíj végeredménye:
