6月13日土曜日の朝に、決勝レース前の45分間のウォームアップ・セッションが実施された。アウディ9号車のフィリペ・アルブケルケが3分19秒423のセッション最速タイムを出した。9号車以外のアウディの2台のレースカーも2位と3位を占めた。ポルシェチームのロマン・デュマが4位のタイムを出した。結果的にベルンハルトが出したタイムはセッション5位となったが、アルブケルケが記録を出す前まではこのセッション最速タイムであった。LMP2の最速タイムはミッチ・エヴァンスの出した3分39秒559であった。アストンマーティン97号車に乗るシュテファン・ミュッケはLMGTE Proクラスで最速タイムを記録し、プロトン・ポルシェ88号車に乗るクラウス・バフラーはLMGTE Amクラスで最速タイムを出した。ラルブル・コンペティション・コルベット50号車に乗るジャンルカ・ロダはポルシェ・カーブでクラッシュし、車の右前方の四分の一を損傷させた。レース前のグリッド上の状況は乾いてよく晴れて、気温は19–22℃ (66–72 °F)の範囲で、路面温度は23–25℃ (73–77 °F)の間だった。ポールシッターのニール・ジャニがローリングスタートによるレースカーの隊列の先頭を走る中、CEST(UTC+2)の15時にフォード会長のビル・フォード氏によってトリコロールが降られ、決勝レースがスタートした。シボレー・コルベット63号車の出走断念により、55台がスタートに臨むはずであったが、日産23号車はクラッチトラブルでピットスタートとなった。ポルシェ17号車のベルンハルトが1周目に18号車のジャニを追い抜くと、アウディ勢3台がポルシェ19号車を2周目の終わりに追い越した。上位6台が数秒以内にひしめき合って集団を形成し、後続のトヨタ勢を引き離し始めた。レース開始後1時間が経とうとする頃、ミュルサンヌ・ストレートの第一シケインでマンタイ・ポルシェ92号車がオイル漏れを起こし始めてスピンした。ドライバーのパトリック・ピレは再び走り始めたが、すぐにミュルサンヌ・ストレートをさらに下ったコースの横に車を停めた。その直後、車のエンジン・ルームから出火した。この出火事故により92号車は決勝レースで最初のリタイアへと追い込まれた。ストラッカ・童夢-ニッサン42号車とレベリオン13号車は、92号車から漏れたオイルに乗ってシケイン内で衝突事故を起こして、レベリオンはグラベルに捕まってしまい、もう一方のストラッカ・童夢も修復の為にピットに戻らなければならなくなる事態となった。ストレートに沿って流出したオイルを乾かす作業に22分間マーシャルが従事している間、レースを落ち着かせて安全に運営する為にセーフティカーが導入された。セーフティカーがコースから出てレースが再開した後、アウディ7号車のアンドレ・ロッテラーが前方を走るポルシェ勢2台を抜き去り一気にトップに立つと、その直後に今度はポルシェ19号車のニコ・ヒュルケンベルグが他のアウディ勢を抜いて4位に浮上した。LMP2クラスでは、セーフティカーがTDSレーシング46号車とKCMGのオレカ-ニッサン47号車の2台と他のライバルチームを40秒後方に引き離す形に作用した。KCMGのリチャード・ブラッドリーはセーフティカー導入で失っていたリードを取り戻しつつ、再スタート後のレースでTDSレーシングのトリスタン・ゴマンディと争うことが出来た。ロッテラーは7号車がスロー・パンクチャーを起こした為に余計なピット・ストップを強いられてトップを維持することをあきらめざるを得なくなり、替わって、ポルシェ17号車のブレンドン・ハートリーがトップに立った。インディアナポリス・コーナー手前でLMGTEカテゴリーのレースカーの一団がスローゾーンで急減速していたところ、アウディ8号車のロイック・デュバルは減速した前走車のAFコルセ・フェラーリ51号車を避けきれず、スピンを喫しガードレールにぶつかり、フロントを激しく壊してしまう。長時間のガードレールの復旧の為にセーフティカーが再び導入され、その間にデュバルは破損したレースカーを自走してピットに戻り、5分以内に修理を終わらせて8位でレースに復帰した。数台のレースカーが2度目のセーフティカーが走っている間に、様々な問題に遭遇した。LMGTE Proクラスでアストンマーティン95号車に乗るニッキー・トゥヒームはパワーステアリングシステムのトラブルでピットに一直線に戻ることになり、僚機のアストンマーティン99号車が替わってクラス首位に立った。LMGTE Amクラスのプロトン・ポルシェ88号車はミュルサンヌ・ストレートの第2シケインでエンジンから出火し、2度目のセーフティカーの導入時間が延長した。セーフティカーの走行中、LMP2クラスのKCMGはTDSレーシングをリードし、LMGTE Proクラスでは、コルベット・レーシングで唯一決勝に出走している64号車、AFコルセ・フェラーリ71号車、2台の周回を重ねるアストンマーティン勢がテール・トゥー・ノーズの距離にまで接近し、セーフティカーの導入時間が終了した後、激しい争いを繰り広げた。オリヴァー・ギャヴィンのコルベットはLMGTE Proクラスのライバルたちを引き離した。LMGTE Amクラスのライリー・バイパー53号車は、アストンマーティン98号車やSMP・フェラーリ72号車と首位争いを繰り広げることを諦めた。2度目のセーフティカーがコースから出ていってレースが再開された時、ハートリーが乗るポルシェ17号車がトップに立っていたが、アウディ9号車に乗るアルブケルケがル・マンのラップ・タイムの新記録となる3分17秒647を出す猛烈な追い上げを見せた。アウディ9号車は、トップを走るポルシェ17号車に肉薄する位置におり、9号車のドライバーがレネ・ラストに交代した後も、依然としてポルシェ17号車に迫る状況に変わりはなかった。レース開始から6時間までの間に、グリーヴスのギブソン・ニッサン41号車に乗るガリー・ヒルシュは、連続するS字コーナーを攻略中に車のパワーを失って停まってしまう。バッテリー本体の極端子とケーブルを接続する為の金具であるバッテリーターミナルが壊れ、ヒルシュがその修理に挑むも直すことができなかったことにより、41号車のリタイアが確定した。AFコルセ・フェラーリ71号車はセルモータートラブルを直すためにピットに戻ることを余儀なくされ、コルベットとアストンマーティンとのLMGTE Proクラス間の争いから脱落した。サーキットが夕闇で覆われた後、ポルシェ18号車に乗るロマン・デュマがミュルサンヌ・コーナーでブレーキするのが遅すぎてバリアにタイヤをぶつけた。車はピットに戻ることは出来たが、新しいフロントのボディワークが必要となり、5位にまで順位を下げることになった。それから間もなく、ミュルサンヌ・コーナーでシグナテック・アルピーヌ36号車のポール＝ルウ・シャタンがクラッシュ事故を起こし、3度目のセーフティカー導入となった 。セーフティカーのスロー走行中、ロブ・ベルはアストンマーティン97号車をコースの外に出し、そのままリタイアした。セーフティカーがサーキットから出てレースが再開した時、ポルシェ19号車のヒュルケンベルグが、再開1周目のラップでポルシェ17号車のウェバーを追い抜き、続いてアウディ9号車のラストが予定していたピット・ストップに入った時に抜いて、トップへのアタックが出来るポジションにまで順位を上げた。ウェバーは黄旗区間で追い抜きをしてとして、その後に1分間のピット・ストップのペナルティが課せされ、4位にまで順位を落とす。日産21号車は松田次生が右前輪が外れてアルナージュで停止してレース続行が不可能となり、日産はエントリーしていた3台のLMP1カーの1台を失った。日産22号車もハリー・ティンクネルの走行中にインディアナポリス・コーナーで大きな散乱物を引っかけて、長時間の修理を強いられた。24時間レースも折り返しの12時間が近づくと、アウディ7号車のロッテラーがアウディ9号車から2位の座を奪い、トップを走るポルシェ19号車に対するアウディ勢の中の挑戦者筆頭（1番手）と言える順位にまで上がった。日付が6月14日に替わったこの未明の午前中の時間帯、LMGTEカテゴリーの数台のレースカーはディスクブレーキの交換時期を迎えており、そんなレースカーの1台にフェルナンド・レースが乗るアストンマーティン99号車が含まれていた。99号車はミュルサンヌ・ストレートの第1シケインでブレーキに失敗してコースオフし、コースに戻る時にTDSレーシングのオレカ・ニッサン46号車の後ろに追突した。46号車はLMP2カテゴリーの2位を走行中であったが、シケイン内のグラベルに弾き飛ばされてリタイアに追い込まれた。一方フェルナンド・レースは、破損した99号車でノロノロ走行して何とかピットまで修理の為に戻って来た。G-ドライブのリジェ26号車は、クラストップのKCMG47号車に周回遅れにされる程の大差を付けられてはいるが、クラス2位のポジションを走行することとなった。LMGTE Proクラスでは、コルベット64号車とAFコルセ・フェラーリ51号車が同一周回でしのぎを削っていた。早朝、2位を走っていたアウディ7号車は、後方のボディワークの交換修理の為に7分間のピット・ストップを余儀なくされ、レース順位を下げることとなった。LMGTE Amクラスのアストンマーティン96号車に乗るロアルト・ゲーテは、コルベット・コーナーでヒュルケンベルグが乗るポルシェ19号車のペースに驚いてスピンし、コンクリートの壁に激突した。ゲーテは意識はあったが、車から助け出す為の救助が必要であったので、4度目のセーフティカー導入を要することとなった。オリヴァー・ターヴェイはこの時にLMP2クラスの最速タイムを出し、Jotaスポーツのギブソン・ニッサン38号車を3位に押し上げた。LMGTE Proクラスのコルベット64号車は、セーフティカーの走行時間中にブレーキを交換する為にピットに戻ったが、出口がクローズされた為にピットレーンに戻れず、AFコルセ・フェラーリ51号車にクラストップの座を奪われることとなった。レースの再スタート後、ポルシェ17号車のウェバーはアウディ9号車を攻略して2位にポジションを上げた。ストラッカ・童夢42号車はギヤボックストラブルを起こし、液体を漏らしながら下り坂を利用した惰力走行をしていたがスロー走行の後に停止してリタイアとなった。ロッテラーが乗るアウディ7号車はスローゾーンで制限速度以下のスロー走行をしていなかった為、ドライブスルー・ペナルティが課されることとなった。SMPレーシング72号車のヴィクトル・シャイタルはインディアナポリス・コーナーでオーバーランしてグラベルに嵌ってしまい2ラップを失ったが、LMGTE Amクラスの2位の順位は維持した。アウディ9号車はレースペースを落とし始めると、ハイブリッド・システムの修理の為にピットで長時間の作業を余儀なくされたが、アウディ7号車はロッテラーが3分17秒476の最速タイムを出すなどまだ戦う意欲は衰えていなかった。KCMGは、ニコラ・ラピエールのインディアナポリス・コーナーでのスピンに肝を冷やしたが、クラス首位の座を失うことなくコースに復帰している。AFコルセ・フェラーリ51号車はコース上でスロー走行を始め、ギヤボックストラブルでピット作業を強いられることになり、LMGTE Proクラスの争いは、コルベット64号車が首位の座を奪還し、AFコルセ・フェラーリ71号車は初期のトラブルを乗り越えて2位に駆け上がった。ヤン・マーデンボローが乗る日産23号車は、ギヤボックスが壊れて車のフロント部分から発煙した後、ポルシェ・カーブで停止した。日産のワークスマシンで、まだレースを続行しているのは22号車1台のみとなった。小雨がレース残り1時間の時間帯でサーキットの一部に降り始めたが、レースに影響を与える程激しいものではなかった。LMGTE Amクラスで125ラップまで首位を走っていたアストンマーティン98号車のポール・ダラ・ラナは、レース残り45分を切った時点で、フォード・シケインに真っ直ぐ突っ込み、バリアに激突して走行不能となり、SMPレーシング72号車がクラス首位に立ち、そのままフィニッシュした。その後のレースはスムーズに進行していき、ポルシェ19号車のニコ・ヒュルケンベルグがチェッカー・フラッグを受け、その1周後にハートリーのポルシェ17号車がゴールした。アウディ7号車は、それより更に1周差をつけられた3位でフィニッシュした。アウディは2009年以来のル・マンでの敗北となった。トヨタは、ポルシェとアウディのペースについていくことが出来ず、トップから12周差の7位が最高位であった。ル・マンが本シーズンのWECのデビュー戦となった日産は22号車の1台だけが何とかゴールしたが、周回数が足らず完走扱いとして認められなかった。後に日産のGT-R LM NISMOはハイブリッドシステムの開発が間に合わず、実はハイブリッド機能無しで参戦していたことが明らかにされた。KCMGは、レースの早い段階で独走状態を築いてLMP2クラスで勝利を飾った。Jotaスポーツ38号車は、レースの残り1時間でG-ドライブ26号車を逆転して2位に入っている。コルベット・レーシングは5周差をつけてLMGTE Proクラスで優勝し、オリヴァー・ギャヴィンは自身5回目となるクラス優勝を遂げた。Afコルセは表彰台を2つ獲得し、2位に71号車が入り3位には51号車が入った。LMGTE Amクラスでは、アストンマーティン98号車が残り45分でリタイアしたことにより、俳優のパトリック・デンプシーのチームがSMP・フェラーリに続く2位の座を得た。ル・マン初参戦のスクーデリア・コルサは、クラス3位でフィニッシュした。