Antes da corrida ser iniciada, o grid fez um minuto de silêncio em homenagem ao Dr. Sid Watkins, neurocirurgião britânico que falaceu no dia 12 de setembro aos 84 anos. Ele responsável pela revolução de normas médicas e de segurança na categoria. Na largada, os olhos estavam voltados para Maldonado, conhecido pela quantidade de incidentes em que se envolveu na temporada. Enquanto Hamilton partiu tranquilo na liderança, Maldonado da WilliamsF1 tomou tanto cuidado que perdeu posição para Vettel e Button. No meio do pelotão, Petrov, que largou em 18º, se precipitou, freou tarde na primeira curva e atingiu Massa, que largara em 13º. Com o pneu esquerdo traseiro furado, Massa precisou seguir para os boxes, caindo para último lugar.
Imprimindo um bom ritmo de prova, Hamilton manteve-se na liderança e abriu vantagem de 3 segundos sobre Vettel nas dez primeiras voltas. Button e Maldonado se descolaram da dupla, enquanto Alonso, em quinto, não conseguia se aproximar. Senna seguiu sua corrida de recuperação: ganhou 4 posições na largada e mais duas nas voltas iniciais. EM último lugar, Massa tentava se recuperar se aproximando de seu algoz Petrov.
Entre os líderes, Webber foi o primeiro a parar nos boxes, na nona volta. Seu parceiro de RBR, Vettel fez seu pit stop duas voltas depois. Hamilton parou no 12º giro e retornou à pista em terceiro, atrás de Button e Maldonado, porém reassumiu a ponta após a parada nos boxes dos rivais. Após a rodada de pit stops, a vantagem de Hamilton para Vettel passou para pouco menos de dois segundos. Em terceiro vinha Button, seguido por Maldonado e Alonso. Na 20ª volta, Massa era o 18º, e o Senna o 12º. Nesta mesma volta, Massa realizou seu segundo pit stop e retornou em 21º.
Hamilton administrava a vantagem tranquilamente e seguia rumo a sua terceira vitória em quatro corridas. Porém, na 23ª, o câmbio da sua McLaren lhe pregou uma peça. Com problemas mecânicos, o britânico abandonou a prova, e Vettel assumiu a liderança. O segundo colocado passou a ser Button. Mais atrás, Alonso tentava se aproximar de Maldonado, na busca por um lugar no pódio. Os dois foram para os boxes ao mesmo tempo na volta 30. A Ferrari fez um trabalho melhor que a Williams e soltou o Alonso na cola de Maldonado.
Na 33ª volta, o indiano Karthikeyan bateu no muro da curva 18 e provocou a entrada do carro de segurança. A maioria dos pilotos aproveitou o momento para realizar pit stops. Maldonado, que havia entrado nos boxes pouco antes da entrada do safety car, parou novamente e Alonso assumiu a terceira colocação. O venezuelano voltou à pista em décimo, quando recebeu pelo rádio a má notícia de que estava com problemas hidráulicos, deveria se retirar da prova. Com isso, dupla da Force India, Di Resta e Hulkenberg, se tornou quarto e quinto colocados, respectivamente, seguidos por Webber e Pérez. Senna aparecia em 14º, duas posições à frente de Massa.
Após cinco voltas sob bandeira amarela, o safety car saiu da pista para a relargada, porém teve que entrar em ação novamente logo na volta seguinte. Schumacher bateu em Vergne, que tentava ultrapassar Pérez. Depois da corrida, os comissários puniram o Schumacher com a perda de dez posições no grid da corrida aseguinte, o Grande Prêmio do Japão. Pouco antes do acidente, Senna e Massa já ensaiavam uma disputa pela nona posição. A nova largada foi dada na 43ª volta. E o disputa prevista entre Massa e Senna se concretizou. A batalha foi dura. Massa colocou por dentro antes da curva 13, ponto mais estreito do circuito. O piloto da Ferrari ficou espremido no muro e os dois chegaram a se tocar. Massa derrapou, mas conseguiu segurar o carro e ganhar a posição. O incidente ficou sob investigação pela direção de prova, que preferiu não punir ninguém. Na sequência, Massa ultrapassou Ricciardo e assumiu a oitava posição. Senna ainda perdeu mais uma posição, para Webber, e saiu da zona de pontuação. Voltas depois, a dupla da Sauber se envolveu em dois incidentes com Hulkenberg. Primeiro, Pérez deu um leve toque na Force India dele. Logo após, Hulkenberg tentou passar Kobayashi, os dois se tocaram, danificaram seus carros e precisaram ir para os boxes.
Na última volta, Senna abandonou a prova com problemas no carro. Após a corrida, Webber foi punido por usar a parte de fora da pista para superar Pérez, e teve 20 segundos adicionados a seu tempo total e perdeu o ponto que havia conquistado. Vettel seguiu tranquilamente na ponta para assegurar a vitória. O alemão da RBR cruzou a linha de chegada nove segundos à frente de Button. A terceira posição ficou o líder do campeonato, Alonso.
Resultado do GP de Cingapura:
