En tête du départ à l'arrivée pour la dixième fois de sa carrière, auteur du meilleur tour dans sa quarante-quatrième boucle, Lewis Hamilton réalise son troisième Grand Chelem, sa cinquante-quatrième victoire en Formule 1 et sa cinquième au Grand Prix de Chine depuis 2008. La course, démarrée sur une piste mouillée, ponctuée par une sortie de la voiture de sécurité après un accident en pleine ligne droite du pilote-remplaçant Sauber Antonio Giovinazzi dès le quatrième tour, a surtout vu Max Verstappen réussir une remarquable remontée, de la seizième place sur la grille jusqu'à la troisième marche du podium, en commençant par déborder neuf voitures dans le premier tour de la course. Alors qu'Hamilton n'a jamais été inquiété, les Ferrari et les Red Bull Racing se sont battues tout du long pour les meilleurs places. Ainsi, Sebastian Vettel, rejeté en cinquième position après un arrêt anticipé et une stratégie compromise par la sortie de la voiture de sécurité, effectue les dépassements nécessaires pour terminer deuxième, à six secondes du vainqueur, tandis que Daniel Ricciardo se classe quatrième devant Kimi Räikkönen. Parti en tête-à-queue au septième tour, Valtteri Bottas, le coéquipier d'Hamilton, finit sixième. Carlos Sainz Jr., seul pilote à s'élancer en pneus lisses au départ (et perdant immédiatement sept places dans ce pari risqué), conduit sa Toro Rosso à la septième place finale tandis que Kevin Magnussen marque ses premiers points pour Haas F1 Team en passant la ligne d'arrivée huitième. Les deux Force India ferment la marche dans les points, Sergio Pérez devant Esteban Ocon, dixième, comme deux semaines plus tôt en Australie.