Miután Pierre Gasly csodát tett a szombati időmérőn, a második hazai versenyeként szeretett Olasz Nagydíjat ő várhatta az élről, életében először állva a pole-pozícióba. Mellőle George Russell indult, azonban az Alpine franciája a start után még ki tudta védekezni a mercedeses támadását. Mögöttük ellenben rögtön zajlott az élet, Charles Leclerc a kettes kanyarban leszorította Lewis Hamiltont a kavicságyba, aki így visszaesett a mezőny hátsó felébe.
Mindössze egy körrel később azonban maga Leclerc is megcsúszott; a monacói nagy sebességgel csapódott a gumifalba a Parabolicában, ami miatt piros zászlóval megszakították a versenyt. A Ferrari pilótája szerencsére sértetlenül megúszta az esetet, a takarítás azonban beletelt némi időbe. A bokszutcába a mezőny már megváltozott sorrendben sorolhatott be, Russell ugyanis közben, még a Leclerc-baleset előtt átvette a vezetést, Max Verstappen feljött harmadiknak, Franco Colapinto pedig negyediknek, a két McLaren elé. A 19. helyről startoló Kimi Antonelli már ekkor hét hellyel előrébb járt.
Nagyjából fél órás szünet után állórajttal folytatódott a verseny. Két felvezető kör után (melyet Yuki Tsunoda rossz parkolása okozott) rugaszkodott neki ismét a mezőny; Russell megtartotta a vezetést, Colapinto pedig néhány kanyar erejéig átvette a harmadik helyet Verstappentől, aztán azonban lesodródott a pályáról. A holland nemcsak a dobogós pozíciót kapta így vissza, hanem még Gasly-n is áthámozta magát. Hamilton közben feljött a negyedik helyre, Antonelli pedig a hatodikra, a McLarenek közé.

Russell öröme csak a 12. körig tartott, Verstappen váratlanul jó tempót mutatva megelőzte őt, miközben a brit csapattársa pedig szórta a leggyorsabb köröket. A vb-éllovas elképesztően gyorsan utolérte az élen álló kettőst, és hamarosan már hárman csatáztak az első helyért. Mögöttük egy négyes – Hamilton, Piastri, Gasly és Norris – vívott hasonlóan, tartósabb pozícióváltozás nélkül.
A 18. körben aztán jött az igazán hihetetlen pillanat: Antonelli csapattársát megelőzve az élre állt. Ezzel azonban még nem volt vége, a két Ezüstnyíl oda-vissza előzgetni kezdte egymást, bár ezekből javarészt Antonelli jött ki jobban. A 23. körben végül Russellnek sikerült úgy pozícionálnia magát, hogy elöl maradjon, ezután pedig körökön keresztül nem változott közöttük a sorrend. Mivel Verstappen is közeledett hozzájuk, a Mercedes ezen a ponton együttműködésre és a tempó növelésére kérte pilótáit.
A 28. körben rövid időre biztonsági autó lépett életbe; Lance Stroll Astonja leállt, amíg pedig kitolták a pálya mellől, többen is jöttek kerékcserére, bár a kötelezőket már korábban letudták. A cserélők között volt Antonelli és Verstappen is, miközben Russell kint maradt.
A hátralévő körökben a 7-8. helyre visszaesett kettős elkezdte levadászni a mezőnyt. Hamilton kissé megkönnyítette az olasz dolgát egy első kanyaros hibával, egy körrel később pedig Piastri is a vb-éllovas mögé került. Russellnek közben Damoklész kardja lebegett a feje felett, miután sárga zászlós incidens miatt vizsgálni kezdték; ebből végül aztán nem lett semmi.
Antonelli a verseny végére végül utolérte, sőt, egy komoly összecsapás után meg is előzte gumiproblémákkal küzdő csapattársát, ezúttal végérvényesen. A dobogó legalsó fokáért hármas csata zajlott Verstappen és a két McLaren között, a csörtét pedig a Red Bull hollandja nyerte.
Az F1-es Olasz Nagydíj végeredménye:
| Helyezés | Versenyző | Csapat | Különbség |
| 1 | Kimi Antonelli | Mercedes | |
| 2 | George Russell | Mercedes | +3.857 |
| 3 | Max Verstappen | Red Bull/Red Bull Ford | +14.718 |
| 4 | Lando Norris | McLaren/Mercedes | +19.056 |
| 5 | Oscar Piastri | McLaren/Mercedes | +19.253 |
| 6 | Lewis Hamilton | Ferrari | +24.655 |
| 7 | Pierre Gasly | Alpine/Mercedes | +27.351 |
| 8 | Arvid Lindblad | Racing Bulls/Red Bull Ford | +45.136 |
| 9 | Franco Colapinto | Alpine/Mercedes | +47.353 |
| 10 | Yuki Tsunoda | Racing Bulls/Red Bull Ford | +58.187 |
| 11 | G.Bortoleto | Audi | +1'05.187 |
| 12 | Nico Hülkenberg | Audi | +1'06.187 |
| 13 | Carlos Sainz | Williams/Mercedes | +1'14.117 |
| 14 | Liam Lawson | Red Bull/Red Bull Ford | +1'15.609 |
| 15 | Oliver Bearman | Haas/Ferrari | +1'18.958 |
| 16 | Esteban Ocon | Haas/Ferrari | +1 kör |
| 17 | Alexander Albon | Williams/Mercedes | +1 kör |
| 18 | Sergio Pérez | Cadillac/Ferrari | +1 kör |
| 19 | Valtteri Bottas | Cadillac/Ferrari | +2 kör |
| Kiesők | |||
| Lance Stroll | Aston Martin/Honda | ||
| Fernando Alonso | Aston Martin/Honda | ||
| Charles Leclerc | Ferrari | |