Le sirene degli yacht di Montecarlo risuonano per celebrare la vittoria di Lewis Hamilton, la prima dell'anno. Una vittoria sudata, voluta a tutti i costi, dopo un avvio di stagione difficile che stava compromettendo il suo campionato. Con il trionfo di oggi e la gara anonima di Rosberg, che ha chiuso solamente in 7° posizione, l'inglese guadagna punti preziosi in ottica campionato. Alle sue spalle chiudono un infuriato Daniel Ricciardo, che si è visto sfuggire la vittoria dalle mani a causa di un errore del suo box, e un sorprendente Sergio Perez che è riuscito a resistere al ritorno finale di Vettel conquistando così un meritatissimo terzo posto. La Ferrari deve accontentarsi del 4° posto di Vettel, mentre Raikkonen è uscito di scena ad inizio gara per un errore sulla pista ancora bagnata.
La gara parte dietro la Safety Car vista la pioggia caduta copiosa sul tracciato monegasco. Tutte le monoposto montano le full wet su indicazione della commissione gara e si lanciano sulle stradine del principato dietro la vettura di sicurezza, mentre i piloti lamentano le difficoltà di tenere le monoposto in pista, che si presenta molto scivolosa. Dopo sei giri, però, i piloti iniziano a scalpitare e chiedere via radio di poter cominciare la corsa vera perché la situazione sembra migliorare. Alla fine del 7° giro la Safety Car spegne le luci e rientra ai box, mentre i piloti si preparano alla ripartenza. Dopo poche curve però Palmer finisce in acquaplanning e sbatte contro il guardrail distruggendo la parte anteriore della sua Renault. La corsa viene neutralizzata dalla Virtual Safety Car e i commissari si mettono a lavoro per togliere i detriti, mentre Button, Nasr e Kvyat rientrano ai box e montano le gomme intermedie. Dopo due giri la gara ricomincia e Hamilton si mostra aggressivo alle spalle di Rosberg.
Nel giro successivo Raikkonen finisce contro il guardrail alla curva della vecchia stazione e danneggia l'ala anteriore che si incastra sotto le le gomme anteriori. Il finlandese fatica a tenere la monoposto e ostacola anche Grosjean che protesta animatamente via radio. Raikkonen prova a proseguire e raggiungere i box, ma si trova troppo lontano e riesce solo a raggiungere la via di fuga dopo il tunnel dove parcheggia la sua Ferrari. Vettel, intanto, rientra ai box per montare le intermedie e torna in pista in 11° posizione, mentre in pista Rosberg lascia strada a Hamilton a Sainte Devote e l'inglese inizia così ad accorciare subito il suo distacco da Ricciardo.
In Mercedes si preparano per il pit stop: il primo a rientrare è Rosberg che va sulle intermedie e torna in pista in 3° posizione. Intanto Kvyat e Magnussen lottano per la posizione, ma finiscono contro le barriere alla Rascasse, ritrovandosi così a fondo gruppo. Nel corso del 24° giro entra ai box Ricciardo. Il leader della corsa monta un set di intermedie e rientra in pista in 2° posizione alle spalle di Hamilton, che non si è ancora fermato. Il pilota della Mercedes ha un buon vantaggio, ma l'australiano recupera tantissimi secondi ad ogni tornata e ben presto si ritrova alle sue spalle di Hamilton. Nel corso del 30° giro Ericsson rientra ai box ed è il primo a montare le nuove gomme Ultra Soft. È arrivato il momento del pit stop anche per Hamilton che va direttamente sulle Ultra Soft, seguito da Rosberg, che perde parecchi secondi durante la sosta, Vettel e tutti gli altri perché ormai la pista è asciutta e le gomme intermedie non sono più performanti.
Nel corso del 32° giro Riccardo rientra ai box, ma le sue gomme non sono pronte e l'australiano perde tantissimi secondi durante la sosta. Secondi che gli costano molto cari perché al momento del rientro in pista si ritrova alle spalle di Hamilton e questo episodio comprometterà l'esito della sua gara. Dopo che tutti hanno effettuato la loro sosta per passare alle gomme da asciutto, ritroviamo i piloti di testa con scelte diverse in fatto di mescole: Mercedes su gomme Ultra Soft, Ricciardo e Alonso su gomme Super Soft, mentre Perez e Vettel hanno optato per le Soft.
Ricciardo vuole recuperare il tempo perso ai box e si fa subito minaccioso alle spalle di Hamilton, tentando il sorpasso al Tabaccaio, ma l'inglese si difende con decisione, provocando l'ira di Ricciardo che lo manda a quel paese via radio. La lotta tra i due favorisce Perez che, in terza posizione, riesce a recuperare un po' del distacco. Alle spalle del messicano inizia a farsi vedere anche Vettel: i due piloti che montano le Soft sono i più veloci in pista. A fondo gruppo, intanto, le due Sauber entrano in contatto tra loro e finiscono per ritirarsi tutte e due.
Ricciardo tenta nuovamente il sorpasso alla chicane dopo il tunnel, ma Hamilton chiude ancora la porta. Nel corso del 60° giro Rosberg supera Fernando Alonso, ma il tedesco finisce lungo nella chicane e deve ridare la 5° posizione allo spagnolo. Vettel, intanto, commette un errore alla Massenet che gli fa perdere preziosi secondi da Perez: il suo distacco, infatti, passa da poco più di 1 secondo a quasi 4 secondi. A cinque giri dalla fine Vettel ormai ha raggiunto nuovamente Perez, mentre Ricciardo sembra aver abbandonato le sue speranze di gloria.
Nel finale inizia a scendere qualche goccia di pioggia, ma la gara è giunta ormai al termine, proprio al limite delle due ore. Le sirene del Principato iniziano a risuonare per festeggiare Hamilton, che taglia il traguardo e conquista così la prima vittoria dell'anno. Alle sue spalle chiudono Ricciardo, che ha visto compromessa la sua gara a causa dell'errore del suo box, e Perez che nel finale riesce a resistere al ritorno di Vettel, quarto sotto alla bandiera a scacchi. Alle spalle del ferrarista, in 5° posizione, festeggia Fernando Alonso, al miglior risultato dopo il suo ritorno in McLaren. Sesto chiude Nico Hulkenberg e alle sue spalle, dopo una gara anonima finisce Nico Rosberg che perde così molti punti in classifica. La top ten è chiusa da Sainz, Button e Massa.
Ordine d'arrivo del Gran Premio di Montecarlo
1 Lewis Hamilton Mercedes 1h59m29.133s
2 Daniel Ricciardo Red Bull +7.252s
3 Sergio Perez Force India +13.825s
4 Sebastian Vettel Ferrari +15.846s
5 Fernando Alonso McLaren +1m25.076s
6 Nico Hulkenberg Force India +1m32.999s
7 Nico Rosberg Mercedes +1m33.290s
8 Carlos Sainz Toro Rosso +1 Lap
9 Jenson Button McLaren +1 Lap
10 Felipe Massa Williams +1 Lap
11 Valtteri Bottas Williams +1 Lap
12 Esteban Gutierrez Haas +1 Lap
13 Romain Grosjean Haas +2 Laps
14 Pascal Wehrlein Manor +2 Laps
15 Rio Haryanto Manor +2 Laps
Ritirati:
Marcus Ericsson Sauber
Felipe Nasr Sauber
Max Verstappen Red Bull
Kevin Magnussen Renault
Daniil Kvyat Toro Rosso
Kimi Raikkonen Ferrari
Jolyon Palmer Renault
Classifica piloti
1 Nico Rosberg 106
2 Lewis Hamilton 82
3 Daniel Ricciardo 66
4 Kimi Raikkonen 61
5 Sebastian Vettel 60
6 Max Verstappen 38
Classifica costruttori
1 Mercedes 188
2 Ferrari 121
3 Red Bull 112
4 Williams 66
5 Force India 37