A második helyen a Ferrari négyszeres világbajnoka, Sebastian Vettel, a harmadikon pedig a Williams finn versenyzője, Valtteri Bottas végzett. A világbajnoki pontversenyben vezető német Nico Rosberg az ötödik lett.
A harmadik helyről rajtoló Vettel már az első kanyar előtt az élre került, ráadásul az első pozícióból induló Hamilton összekoccant csapattársával, Rosberggel, ezért utóbbi jelentősen visszaesett. Vettel az első kör végén elvétett egy kanyart, ezért elvesztette az előnyét, de ekkor még az élen tudott maradni.
Az első kerékcserék során csak a két Ferrari kapott szuperlágy abroncsokat, mindenki más lágy gumikon autózott. Vettel visszaállt az élre, a 27. kört követően Hamilton ismét a második, Rosberg pedig a hetedik helyen haladt. A 30. körben az éllovas német előnye már 12 másodperc volt a világbajnoki címvédő brit pilótával szemben.
A kerékcserék második felvonását követően, a 37. körben Vettel - aki ekkor már lágy gumikat kapott - Hamilton mögé, a második helyre tért vissza. A világbajnoki pontverseny harmadik helyén álló Ricciardo hibázott a célegyenes előtt, ezt kihasználva Bottas és Rosberg is megelőzte.
A meglehetősen eseménytelen futam hajrája a taktikai csatának köszönhetően izgalmasan alakult, de tíz körrel a vége előtt már sejthető volt, hogy Hamilton végez az élen. Ekkor derült ki, hogy a címvédő brit terveiben csak egy kerékcsere szerepelt, ráadásul Vettel többször is kisebb hibát követett el, ezért nem tudta csökkenteni a különbséget.
Az utolsó körben Rosberg meg akarta előzni Max Verstappent, de kicsúszott, ezért csak az ötödik helyen ért célba, és előnye kilenc pontra csökkent.
Hamilton ötödik alkalommal nyerte meg a Kanadai Nagydíjat, és szezonbeli második, pályafutása 45. futamgyőzelmét ünnepelhette.
A Forma-1-es szezon a jövő hétvégén az első azerbajdzsáni futammal, az Európa Nagydíjjal folytatódik.