Seuls trois pilotes terminent dans le même tour à l'arrivée de la sixième manche de la saison : le vainqueur Lewis Hamilton, son dauphin Max Verstappen et Valtteri Bottas, qui se classe troisième après avoir manqué son départ. Hamilton, qui mène intégralement un Grand Prix pour la vingt-et-unième fois, s'impose pour la quatrième fois consécutive sur le circuit barcelonais et remporte sa victoire, la quatrième en six courses disputées en 2020. Désormais seul recordman du nombre de podiums (156), il est en mesure, selon son rythme actuel, de dépasser dès cette année le record de 91 victoires de Michael Schumacher. Sa voiture n'ayant pas été affectée par les problèmes de surchauffe des pneumatiques qui avaient entravé sa marche en avant à Silverstone une semaine plus tôt, sa victoire n'a souffert d'aucune contestation. Pour les accessits, tout se joue au départ lorsque Verstappen prend d'emblée la deuxième place. Le ballet des arrêts au stand (deux pour chacun) ne change rien : il parvient à s'intercaler entre les deux Mercedes, à 24 secondes du vainqueur. Bottas, en obtenant le meilleur tour en course dans la dernière boucle, remporte le point bonus en privant son coéquipier d'un hat trick et du chelem .