쾌청한 날씨 속에 시작된 일요일 결승 레이스에서 전날 폴 포지션을 획득한 페르난도 알론소(페라리)를 시작으로 젠슨 버튼(멕라렌)과 펠리페 마사(페라리)가 2번째와 3번째 스타팅 그리드를 이어 받았으며, 예선에서 티모 글록을 방해했다는 이유로 패널티를 받은 비탈리 페트로프(르노)는20그리드에,디퍼렌셜 교체로 패널티를 받은 티모 글록(버진)은 최후미 24그리드에 재정렬되었다. 원래 13그리드를 배당 받았던 카무이 코바야시(자우바)는 기어박스 트러블로 피트레인 스타트를 선택했다.
현지 시간으로 오후 2시, 한국시간으로 21시가 되자 24대의 머신들이 일제히 스타트를 맞았다. 스타트에서 조금 늦은 페르난도 알론소(페라리)를 추월한 젠슨 버튼(멕라렌)이 선두로 턴1을 통과, 펠리페 마사(페라리), 루이스 해밀턴(멕라렌), 니코 로스버그(메르세데스GP), 로버트 쿠비카(르노) 순으로 턴2를 빠져나갔다.
레드불의 세바스찬 베텔이 크게 뒤쳐지면서 니코 훌켄버그(윌리암스)에게 자신의 6위 포지션을 허용했고, 베텔보다 더 스타트가 나빴던 마크 웨버는 4그리드에서 출발해 순식간에 10위까지 추락했다. 그 사이 벌써 두번째 시케인으로 진입한 선두 그룹에서 펠리페 마사를 추월하려다 마사의 뒷바퀴와 충돌해 전륜 우측 타이어에 강한 충격을 입은 루이스 해밀턴이 불안하게 주춤거렸다.
턴6에 진입하기 전까지 해밀턴은 마사와의 충돌에서 받은 충격을 이겨낸 듯 싶었다. 하지만 스티어링 로드 파손으로 타이어가 꺽여버리면서 턴6에서 제어 불능 상태에 빠진 해밀턴은 그대로 코스오프했고, 결국 챔피언쉽 결과에 치명적인 리타이어를 선택하고 말았다.
기어박스에 이상을 보였던 자우바의 카무이 코바야시는 2랩에 리타이어했다. 3랩, 1분 27초 282로 최속 랩 타임을 새긴 알론소가 선두 젠슨 버튼(멕라렌)과 4초 차이를 유지해나갔다.
1996년, 1998년, 2000년, 2003년, 2006년 다섯 차례나 이곳 이탈리아 GP에서 우승한 전적이 있는 미하엘 슈마허(메르세데스GP)지만 올해에 그는 마크 웨버(레드불)에게 추월 당해 9위로 하락했다.
8랩에서 젠슨 버튼과 알론소는 5초 차, 알론소와 마사는 1초 차이 밖에 나지않았다. 한편 마사와 4위 니코 로스버그(메르세데스GP)는 4초 5, 로스버그와 5위 로버트 쿠비카(르노)는 1초 7 차이였다.
섹터1에서 최속 타임을 기록한 13위 비탄토니오 리우치(포스인디아)가 페드로 데 라 로사(자우바)와의 차이를 서서히 좁혀 11랩에서 추월에 성공했다. 선두 그룹에서는 좀처럼 젠슨 버튼에게서 떨어지려는 기미를 보이지 않던 알론소가 20랩에 들어서 젠슨 버튼과 1초 가까이 갭을 좁혀나가기 시작했고, 반대로 마사와 4위 로스버그의 차이는 10초 1까지 벌어지면서 7위와 8위를 달리고 있던 레드불에게 포디엄은 점점 희미해져 갔다.
거기다 베텔은 무전을 통해 엔진 트러블까지 호소했다. 마크 웨버와 랩 타임 차이가 무려 2초 가까이 난 베텔은 엔진에 이상이 있음을 증명해보이며 마크 웨버에게 무기력하게 포지션을 넘겨줬다.
36랩까지 선두로 달리고 있던 젠슨 버튼이 피트인해 신속하게 코스 복귀했다. 이후에 곧장 피트인한 알론소가 젠슨 버튼과 거의 사이드-바이-사이드로 턴1에서 맞닥뜨렸고, 안쪽에서 유리한 자세를 잡은 알론소가 선두 포지션을 빼앗아 젠슨 버튼을 억제하며 시케인을 빠져나갔다. 곧이어 펠리페 마사도 피트인했지만 마사는 알론소와 젠슨 버튼 뒤 3위로 돌아왔다.
젠슨 버튼(멕라렌)을 제압하는데 성공한 페르난도 알론소(페라리)는 이때부터 페이스를 올려나가 48랩 무렵 젠슨 버튼과 3초 차이를 벌리며 여유롭게 체커기를 받았다. 알론소에게 있어 이번 이탈리아 GP 우승은 시즌 3번째 우승으로, 2007년 멕라렌 시절 이후 이탈리아에서만 두번째 우승이기도 하다.
멕라렌의 젠슨 버튼이 2위, 알론소의 팀 메이트 펠리페 마사가 3위로 함께 포디엄에 올랐다. 최종 랩에서 한 차례 피트인한 레드불의 세바스찬 베텔이 4위로 피니쉬했다. 또한 메르세데스GP의 니코 로스버그가 5위를 차지했으며, 레드불의 마크 웨버 6위, 윌리암스의 니코 훌켄버그 7위, 르노의 로버트 쿠비카 8위, 메르세데스GP의 미하엘 슈마허 9위, 윌리암스의 루벤스 바리첼로가 10위로 완주했다.
종합 랭킹 1위로 이탈리아 GP에 임했던 루이스 해밀턴이 최악의 리타이어를 하면서 마크 웨버가 다시 랭킹 1위가 됐다. 해밀턴이 2위, 알론소가 3위로, 마크 웨버와 알론소는 이제 겨우 21포인트 차이 밖에 나지 않는다.
2010 F1 포뮬러-원 월드 챔피언쉽 15차전 싱가포르 GP는 2주 후 한국시간으로 24일 금요일 19시부터 나이트 레이스로 개최된다.