A Forma-1-es időmérőt követően néhány csepp eső tette csúszóssá a barcelonai aszfaltot, sőt, még az F2-es rajt utáni pillanatokban is nedves volt a pálya – ám a borongós idő ellenére a csapatoknak nem kellett igénybe venniük a rovátkolt abroncsokat a futam során. Nicolas Latifi autója lefulladt a rajtnál, Maximillian Günther a kavicságyban landolt a kettes kanyarban, így gyorsan életbe lépett az első virtuális biztonsági autó.
Mivel a pole-ból induló Alex Albon hátracsúszott, Nyck de Vries vette át a vezetést George Russell előtt – ám a brit két körrel a restart után el tudott menni a holland mellett. Hamarosan újra életbe lépett a sárga, hiszen az MP Motorsport pilótái nem értették meg egymást az egyes kanyarban – Roberto Merhi továbbment, Ralph Boschung azonban a kavicságyban ragadt. A verseny nem folytatódhatott sokáig normál körülmények között, hiszen két körrel később Arjun Maini falnak csúszott az ötös kanyarban – később még egy VSC-periódus akasztotta meg a mezőny tempóját, Louis Deletraz és Sean Gelael ütközése miatt.
Az élen Russell hibátlanul tartotta magát, s noha de Vries egy ideig visszacsúszott a harmadik pozícióba, a végén a győzelemért támadta a Mercedes tehetségét. Noha az ötös kanyarban egy alkalommal meg is előzte riválisát, Russell vissza tudta venni a vezetést, és a végén be is húzta a győzelmet a holland, valamint a leintés előtt egyre inkább felgyorsuló Lando Norris előtt.
A főfutam végeredménye:
| 1 | George Russell | ART Grand Prix | |
| 2 | Nyck de Vries | Prema Powerteam | 1.000 |
| 3 | Lando Norris | Carlin | 1.700 |
| 4 | Luca Ghiotto | Campos Racing | 5.700 |
| 5 | Alexander Albon | DAMS | 6.000 |
| 6 | Jack Aitken | ART Grand Prix | 8.200 |
| 7 | Sergio Sette Camara | Carlin | 9.800 |
| 8 | Artem Markelov | RUSSIAN TIME | 20.800 |
| 9 | Tadasuke Makino | RUSSIAN TIME | 23.900 |
| 10 | Antonio Fuoco | Charouz Racing System | 25.200 |
| 11 | Nirei Fukuzumi | Arden International | 29.100 |
| 12 | Roy Nissany | Campos Racing | 36.700 |
| 13 | Roberto Merhi | MP Motorsport | 58.700 |
| 14 | Nicholas Latifi | DAMS | 1 kör |
| - | Sean Gelael | Prema Powerteam | 9 kör |
| - | Louis Deletraz | Charouz Racing System | 9 kör |
| - | Arjun Maini | Trident | 26 kör |
| - | Ralph Boschung | MP Motorsport | 31 kör |
| - | Maximilian Gunther | Arden International | 36 kör |
| - | Santino Ferrucci | Trident | 36 kör |
