W trakcie trzeciej sesji treningowej przed Grand Prix Włoch Romain Grosjean wjechał w żwir, co wymusiło następnie wymianę skrzyni biegów. Za tę czynność Francuz otrzymał karę cofnięcia o pięć miejsc na starcie wyścigu. Po awansie obu kierowców Haasa do Q2, w części tej Grosjean uzyskał rezultat 1:23,092, natomiast Gutiérrez ustanowił czas 1:22,856. Francuzowi dało to dwunaste miejsce, a Meksykaninowi – siódme, co oznaczało, że pierwszy raz w historii kierowca Haasa pojedzie w Q3. Tę część meksykański zawodnik ukończył na dziesiątym miejscu, z czasem 1:23,184. Na starcie wyścigu Gutiérrez miał problemy z ruszeniem, przez co spadł na dwudzieste miejsce. Grosjean na pierwszym okrążeniu natomiast z siedemnastego miejsca awansował na trzynaste, a na drugim okrążeniu zdołał jeszcze wyprzedzić Pascala Wehrleina. W tym okresie Gutiérrez, po pit-stopach Palmera i Nasra, był osiemnasty. Na 16. okrążeniu kierowca ten wymienił opony na miękkie, powracając na tor na dziewiętnastej pozycji. Grosjean podążał wówczas jako piąty, ale w dalszej części rywalizacji spadł na jedenaste miejsce. Jego zespołowy kolega natomiast na 22. okrążeniu wyprzedził Estebana Ocona (Manor), a później zyskał jeszcze dwie pozycje. Grosjean zjechał na swój jedyny pit-stop na 28. okrążeniu, zakładając opony supermiękkie. Na tor wrócił na czternastym miejscu, tuż za Gutiérrezem. Ten z kolei zjechał do boksów po raz drugi na 34. okrążeniu, również stosując mieszankę supermiękką i wracając do rywalizacji na 16. miejscu. Okrążenie po pit-stopie Meksykanin wyprzedził jednak Marcusa Ericssona. Po pit-stopie Buttona (38. okrążenie) Grosjean awansował na jedenaste miejsce, a Gutiérrez w ten sam sposób uzyskał czternastą lokatę po postoju Sainza (39. okrążenie). Na 50. okrążeniu meksykański kierowca wyprzedził Fernando Alonso i finiszował trzynasty, podczas gdy jego partner z zespołu ukończył wyścig na jedenastym miejscu.