A szombati időmérő edzésen nem történt meglepetés, Sebastian Vettel az élről vághatott neki a valenciai városi pályán a mezőnyre váró 57 körnek, míg mellőle csapattársa, Mark Webber rajtolhatott. A második sorból Lewis Hamilton és Fernando Alonso várta a startot.
A rajtnál jól jött el az első sorból induló két Red Bull, csak a jól rajtoló Felipe Massa próbálkozott egy sikertelen előzési kísérlettel Webber ellen. A brazilt visszaelőzte Alonso, de Hamiltont így is sikerült maga mögött tudnia, így az első öt sorrendje ekkor Vettel, Webber, Alonso, Massa és Hamilton volt.
A kanadai verseny győztese, Jenson Button pár körig beragadt Nico Rosberg mögé, de egy jól kivitelezett manőverrel az élmezőny nyomába eredhetett.
Tíz kör után Vettel előnye szűk három másodperc volt csapattársával szemben, akire Alonso nagyjából egy másodperces különbséggel tapadt. Már tizenkét kör elteltével megkezdődtek a kerékcserék, ekkor Heidfeld, Barrichello és Kobayashi járt a boxban, de rövidesen Hamilton és Rosberg is követte a példájukat (lágy gumit kaptak). A 14. körben Webber is kint járt, az első három sorrendje viszont azután sem változott, hogy egy körrel később Vettel és Alonso is lecserélte a rajttól kezdve használt lágy gumikat.
Michael Schumachernek nem jött ki jól a kerékcsere, a boxból kiérkezve az első kanyarban Petrov eltalálta az első szárnyát, így a hétszeres világbajnok ismét meglátogathatta a csapatát.
A boxlátogatásoknak köszönhetően Hamilton Massa elé került, a McLaren pilótája feljött a negyedik helyre. A 21. körben a Webber nyakán autózó Alonso előzésre szánta el magát, és a nyitható hátsó szárnyat kihasználva sikerült is elmennie az ausztrál mellett. Hamiltonnak hamar elfogytak a gumijai, majd a korai kerékcsere után is figyelmeztették a túlmelegedésre, de a brit azért közölte a csapatával, hogy ennél lassabban nem tud menni.
A kerékcserék második körét az élmezőnyből Webber kezdte, egy kör pedig elég is volt neki arra, hogy a hazai pályán versenyző Alonso csak mögé tudjon visszajönni. Az élre ismét a két Red Bull állt, Alonso hátránya csak pár másodperc volt, de Hamilton, Massa és a KERS-ét elvesztő Button már jelentős távolságban követte őket.
Veszélyes helyzet egy lekörözésnél:
Webber a 43. körben váltott közepes gumikeverékre, Alonso három körrel később jött ki, és ismét megcserélődött a sorrend: a ferraris a második helyre jött vissza a kiállása után. Vettel simán visszajött az első helyre a kerékcsere után, Alonsóra pedig a váltóproblémákkal küszködő Webber nem tudott veszélyes lenni, így a dobogós helyek miatt sok izgulnivaló már nem akadt. Vettel előnye mai győzelmével már 77 pont a világbajnoki pontversenyben Button és Webber előtt.
A negyedik helyen 46 másodperc hátránnyal Hamilton futott be, mögötte Massa és Button ért célba, de pontot szerzett Rosberg, Alguersuari, Sutil és Heidfeld is. Schumacher csak a 17. helyen ért célba. A következő futamot két hét múlva Silverstone-ban rendezik.
2. Alonso Ferrari + 10.891
3. Webber Red Bull-Renault + 27.255
4. Hamilton McLaren-Mercedes + 46.190
5. Massa Ferrari + 51.705
6. Button McLaren-Mercedes + 1:00.000
7. Rosberg Mercedes + 1:38.000
8. Alguersuari Toro Rosso-Ferrari + 1 kör
9. Sutil Force India-Mercedes + 1 kör
10. Heidfeld Renault + 1 kör
11. Perez Sauber-Ferrari + 1 kör
12. Barrichello Williams-Cosworth + 1 kör
13. Buemi Toro Rosso-Ferrari + 1 kör
14. Di Resta Force India-Mercedes + 1 kör
15. Petrov Renault + 1 kör
16. Kobayashi Sauber-Ferrari + 1 kör
17. Schumacher Mercedes + 1 kör
18. Maldonado Williams-Cosworth + 1 kör
19. Kovalainen Lotus-Renault + 2 kör
20. Trulli Lotus-Renault + 2 kör
21. Glock Virgin-Cosworth + 2 kör
22. D’Ambrosio Virgin-Cosworth + 2 kör
23. Liuzzi HRT-Cosworth + 3 kör
24. Karthikeyan HRT-Cosworth + 3 kör