5月9日現地時間午後3時、第4戦スペインGP決勝が行われ、メルセデスのルイス・ハミルトンが今シーズン3勝目を飾った。
金曜・土曜とは違ってやや雲が多く、気温は21度、路面温度は31度というコンディション。レコノサンスラップ時にはセクター1で小雨が落ちてくるが、路面を濡らすほどではなくスタートまでには上がった。レース中の降水確率は20％。
予選Q1でランド・ノリス（マクラーレン）のアタックを妨害したと判断されたニキータ・マゼピン（ハース）は3グリッド降格ペナルティが科されたものの、20番グリッドに変わりはない。1ストップ作戦になるのか2ストップ作戦になるのか未知数のなか、Q3に進んだ上位10台はQ2で使用したソフトタイヤ、11番グリッド以下もキミ・ライコネン（アルファロメオ）がミディアムタイヤを履いた以外は全車が新品ソフトタイヤを履いてスタートに臨む。
スタートで2番グリッドのマックス・フェルスタッペン（レッドブル・ホンダ）はハミルトンのスリップストリームからターン1でインに飛び込み、首位を奪い取る。さらにプッシュして1周目に一気に1.5秒引き離してみせた。後方ではシャルル・ルクレール（フェラーリ）がターン3で前のハミルトンに詰まったバルテリ・ボッタス（メルセデス）をアウト側から抜いて3番手に上がり、セルジオ・ペレス（レッドブル・ホンダ）もアグレッシブに仕掛けてターン4のアウトからエステバン・オコン（アルピーヌ）を抜いて6番手に上がった。
上位は首位フェルスタッペン、2番手ハミルトン、3番手ルクレール、4番手ボッタス、5番手ダニエル・リカルド（マクラーレン）、6番手ペレス、7番手オコン、8番手カルロス・サインツ（フェラーリ）、9番手ノリス、10番手フェルナンド・アロンソ（アルピーヌ）の順だ。ピエール・ガスリー（アルファタウリ・ホンダ）は13番手につけるがスタート時にグリッドから前に外れており5秒加算ペナルティを科され、角田裕毅（アルファタウリ・ホンダ）は18番手に後退。角田はすぐにジョージ・ラッセル（ウイリアムズ）を抜いて17番手に上がり、5周目のターン1ではミック・シューマッハー（ハース）も抜いて16番手まで挽回する。
2番手ハミルトンはフェルスタッペンと同等のペースで走り、両者のギャップは広がっていかない。後方ではボッタスがルクレールを攻め立てるがなかなか抜けず、上位2台とのギャップはあっという間に広がってしまう。6番手ペレスもリカルドに抑え込まれて本来のペースで走ることができない。
7周目に角田のマシンが燃圧低下で突然シャットダウンしターン10でストップ。再起動を試みるができず、角田はここでリタイア。セーフティカーが導入され、アントニオ・ジョビナッツィ（アルファロメオ）とウイリアムズ勢がピットインしてミディアムに交換する。
