麦克斯·维斯塔潘主导比赛的故事再次在上海上演，在赢得了周六早上的冲刺赛之后，这位三届世界冠军再次在周日下午以1：40：52.554的绝对优势将正赛胜利收入囊中。这是他在本赛季前五场比赛中的第四场胜利，加上在中国取得的冲刺赛胜利。这也是他所参加的190场大奖赛中第58场胜利，而红牛车队则收获了队史第117胜。

第二名冲过终点线的是驾驶4号赛车的迈凯伦车手兰多·诺里斯，比第一名慢了13.773s。获得第三名的是另一位红牛车队驾驶11号赛车的车手塞尔吉奥·佩雷兹，比第一名慢了19.160s。这是英国车手诺里斯第15次登上领奖台，墨西哥车手佩雷兹第39次登上领奖台。驾驶14号赛车的阿斯顿·马丁车队车手费尔南多·阿隆索以倍耐力黄色中性胎在第45圈以1：37.810拿到正赛最快单圈，是职业生涯第25次拿到正赛最快单圈，这也是他为阿斯顿·马丁车队拿到的第二次最快单圈，上一次是去年在赞德福特赛道。最终费尔南多·阿隆索以第七名完成比赛。

北京時间4月21日下午3点，伴随五盏红灯熄灭，2024FORMULA 1联想中国大奖赛的正赛在上海国际赛车场正式发车，伴随着震耳欲聋的轰鸣声，来自10支车队的20辆F1赛车冲过了起跑线。以杆位起步的1号红牛车队麦克斯·维斯塔潘带领下冲向1号弯，紧随其后的是驾驶11号赛车的红牛车队车手塞尔吉奥·佩雷兹和驾驶14号赛车的阿斯顿·马丁车队车手费尔南多·阿隆索，迈凯伦车队的两辆赛车紧随其后形成了第一梯队。和预测一致，绝大部分车手选择了中性胎起步，只有四位车手例外——汉密尔顿、斯托尔、萨金特和角田裕毅，选择了红色软胎起步，而马格努森则选择了硬胎起步。

半程结束前的一次虚拟安全车和两次实体安全车，总计持续了约17分钟，影响了比赛的进程和各种策略的选择。这打乱了各个车队的进站和轮胎使用，使得汉密尔顿、斯托尔、阿隆索、萨金特、角田裕毅和周冠宇六位车手使用到全部三款配方轮胎。最终完赛前十名车手使用的轮胎配方和进站次数都大有差异：诺里斯、塞恩斯和勒克莱尔只有一停，而维斯塔潘、佩雷兹、拉塞尔、汉密尔顿、皮亚斯特里和霍肯伯格，是两次进站，阿隆索是三停。