Schon der Start zum Grand Prix von Italien war spektakulär: Fernando Alonso flog förmlich an seinen Vorderleuten vorbei an die Spitze, während Vitantonio Liuzzi im Mittelfeld für ein Chaos sorgte. Der Italiener schoss seitlich ins Feld und räumte Vitaly Petrov und Nico Rosberg ab. Außerdem wurden noch weitere Piloten in Mitleidenschaft gezogen. Das Safety Car neutralisierte das Rennen für einige Runden.
Nach dem Restart holte sich Sebastian Vettel in einem mutigen Überholmanöver mit zwei Rädern im Gras die Führung und setzte sich ab. Alonso sah sich dem Druck von Michael Schumacher und Lewis Hamilton ausgesetzt. Unterdessen schied Mark Webber nach einem Einschlag in die Reifenstapel vorzeitig aus.

Nach zehn Runden lautete die Reihenfolge Vettel vor Alonso, Schumacher, Hamilton, Button, Felipe Massa, Pastor Maldonado, Sergio Perez, Paul Di Resta und Jaime Alguersuari. Hamilton versuchte alles, fand aber keinen Weg vorbei am Mercedes von Schumacher. Erst im 14. Umlauf hatte der Brite den Deutschen geknackt, aber dieser konterte sofort und stellte die alte Reihenfolge wieder her. Vom Duell der beiden profitierte Jenson Button, der in der 14. Runden den Anschluss fand.

Wenige Runden später holte sich Schumacher neue Reifen und verabschiedete sich vorerst aus dem Dreikampf um P3. Einen Umlauf nach ihm steuerte auch Button seine Box an. Nachdem auch Hamilton diese Aufgabe erfüllte, hatte sich das Kampfduo Schumacher / Hamilton wiedergefunden. Doch nun kämpften sie um Rang vier, Button hatte nach den Stopps P3 inne. In Runde 27 schliesslich zog Hamilton nach rundenlangem Duell an Schumacher vorbei.

Bei Halbzeit war Vettel noch immer Leder vor Alonso, Button, Hamilton, Schumacher und Massa. Der siebtplatzierte Sergio Perez schied aus und gab seine Position an Paul Di Resta weiter. Auch zehn Umläufe vor Schluss war Vettel noch unangetastet Erster. 15 Sekunden hinter ihm war Jenson Button auf Podestkurs, gefolgt von Alonso, Hamilton und Schumacher. Hamilton konnte sich mittlerweile von Schumacher absetzen.

Während die Positionen an der Spitze bezogen schienen, schlugen sich Sébastien Buemi und Bruno Senna in der Schlussphase um den neunten Platz. Fünf Runden vor Schluss kassierte der Brasilianer den Schweizer.

Kurze Zeit später wurde Weltmeister Sebastian Vettel als Sieger abgewinkt. Hinter Jenson Button rettete Fernando Alonso Rang drei vor dem in den Schlussrunden heranstürmenden Lewis Hamilton. Michael Schumachers tolles Rennen wurde mit P5 belohnt, gefolgt von Felipe Massa, Jaime Alguersuari, Paul Di Resta, Bruno Senna und Sébastien Buemi.