Старт Гран-при стал не самым удачным для гонщика: Себастьян Феттель пропустил на первое место отыгравшего три позиции Алонсо, но удержался на втором месте. На первом круге на трассу выехал автомобиль безопасности: на старте Гран-при в первом повороте случилась массовая авария с участием Петрова (Renault), Росберга (Mercedes), Баррикелло (Williams) и Льюцци (HRT). После рестарта гонки, на пятом круге Феттель обогнал Фернандо Алонсо в повороте Curva Grande и вернул лидерство. После обгона Феттель быстро создал отрыв, и к моменту первых пит-стопов лидирующих гонщиков его преимущество над шедшим на второй позиции Алонсо выросло до десяти секунд, на 21-м круге гонщик Red Bull посетил боксы и смог сохранить лидерство. В финальной фазе гонки Себастьян снизил обороты двигателя, нагрузку на KERS и коробку передач, но, несмотря на это, одержал 8-ю в сезоне и 18-ю в карьере победу на трассе, где в году выиграл свою первую гонку в Формуле-1, выступая за Toro Rosso. Победа в Гран-при Италии стала 18-й для немецкого гонщика, столько же побед завоевал за свою формульную карьеру Кими Райкконен. Подиум для Себастьяна Феттеля стал 31-м по счету, по этому показателю он сравнялся с Джеком Брэбемом.