Sebastian Vettel completa il secondo capolavoro in altrettante gare di questa stagione di Formula 1, e dopo l'Australia vince anche in Bahrain nella seconda prova del Mondiale. Gara praticamente perfetta da parte del tedesco, il quale guida alla grande fin dallo spegnimento dei semafori, resistendo all'assalto degli inseguitori e creandosi un margine tale da poter essere sfruttato anche dopo il primo e unico cambio gomme di giornata. È costretto ad arrendersi alla seconda posizione un Valtteri Bottas che aveva provato l'assalto nei giri finali, ma che ha comunque potuto riscattarsi dopo il pessimo weekend di esordio in stagione a Melbourne. Terzo è Lewis Hamilton, abile nello sfruttare i disastri altrui nei primi giri per mantenere il gap ridotto ma non a tentare la rimonta verso la vittoria nel giro finale. Sfortuna per Kimi Raikkonen, penalizzato al secondo cambio gomme e costretto al ritiro, con tanto di infortunio grave per un meccanico, mentre si ritirano in maniera prematura le due Red Bull: problema elettrico per Ricciardo, meccanico per Verstappen.

Allo start Vettel vola, mentre Raikkonen non è perfetto e viene infilato da Bottas, ma nelle curve successive la corsa si fa calda. Hamilton prende un primo contatto mentre Hartley centra in pieno Perez, poi sono storie tese con Verstappen e ad avere la peggio è l'olandese che fora. Nel frattempo è clamoroso il ritiro di Ricciardo per un inizio di gara pessimo per la Red Bull, che poco dopo perde anche l'altra sua vettura in gara. Si segnala Gasly, il ritiro dell'australiano chiama in causa la virtual safety car che consente a Hamilton di tenere il contatto: poi il campione del mondo dà spettacolo con un triplo sorpasso su Hulkenberg, Alonso e Ocon, prima di sbarazzarsi in rapida sequenza di Magnussen e del francese su Toro Rosso. Nel frattempo Vettel resta davanti e spinge forte, poi dopo il 'taglio' del 15esimo giro inizia il lungo valzer delle soste, tra sorpassi e il gruppone alle spalle del quartetto di testa che se le dà di santa ragione. Ma sono Bottas e Hamilton che cercano di spingere per ridurre il gap prima di entrare in pitlane.

Vettel sente odore di under-cut e anticipa la sosta (giro 19) e prova a spingere con la soft, seguito un giro più tardi da Raikkonen. Le Mercedes restano in pista, poi Bottas rientra per difendersi dal connazionale in rosso. Resta dentro Hamilton che viene letteralmente bruciato dal tedesco che torna al comando, poi il campione del mondo torna ai box per montare gomma media al giro 27, rendendo di fatto il suo compagno di squadra come unica vera minaccia per Seb. Alle spalle dei primi c'è, inevitabilmente, il vuoto: Gasly è strepitoso quinto, Hulkenberg è a distanza ma anche Alonso viaggia a velocità di crociera. Bel treno anche a ridosso della zona punti, con le due Sauber in lotta così come Hartley. È però clamoroso quel che accade al giro 36: Raikkonen entra ai box, errore clamoroso nel montaggio della posteriore sinistra e il finlandese investe uno dei meccanici, facendo terminare la sua gara.

Hamilton inizia a spingere fortemente per andare a riprendere Bottas, nel frattempo Vettel mantiene un buon ritmo ma dai box invocano il "piano B". L'attesa è tutta per capire se ci sarà un secondo cambio gomme da parte del tedesco, in casa Mercedes si attende una decisione che però tarda ad arrivare. Intanto prosegue la rimonta del campione del mondo sul compagno di scuderia, il quale cerca comunque di tenere vivo il sogno della vittoria e si avvicina a sua volta al leader della corsa. Hamilton invece paga lo scotto dei doppiaggi e si allontana dal finlandese, il quale si gioca il tutto per tutto con Seb, anche se il ferrarista prova a rialzare il ritmo nei giri finali. L'avvicinamento di Bottas a Vettel prosegue in maniera graduale, la Mercedes arriva addosso alla Ferrari a tre giri dalla fine, restando a contatto, ma Seb resiste e con uno stile di guida come sempre impeccabile riesce a non farsi attaccare.