Ο Rosberg υπερασπίστηκε με επιτυχία την pole του στην εκκίνηση και μετά κυριάρχησε στον αγώνα, παρά το αυτοκίνητο ασφαλείας που εξανέμισε τη διαφορά την οποία είχε ανοίξει ο Γερμανός προς το τέλος. Ήταν η 4η φετινή νίκη του Rosberg και η 12η της καριέρας του.

Ο νεοστεφής παγκόσμιος πρωταθλητής, Lewis Hamilton, τερμάτισε δεύτερος, ανεβαίνοντας στο βάθρο για 15η φορά σε 17 αγώνες. Στην 3η θέση του βάθρου ο Valtteri Bottas.

Τέτοιο ήταν το πλεονέκτημα των Mercedes σε ταχύτητα, που μπόρεσαν να κάνουν ένα δεύτερο pit-stop πριν βγει το Safety Car και να ξαναμπούν στον αγώνα μπροστά από τους υπόλοιπους.

Ο Hamilton αμφισβήτησε την απόφαση της Mercedes να τον καλέσει στα pits, λέγοντας πως τα λάστιχά του ήταν σε καλή κατάσταση, αλλά η ομάδα επέμεινε ότι έπρεπε να τα αλλάξει για λόγους ασφαλείας. Τελικά ο Βρετανός υπάκουσε.

Με τη νίκη του, ο Rosberg ξαναπήρε τη δεύτερη θέση στη βαθμολογία από τον Sebastian Vettel, που εγκατέλειψε μετά από έξοδο.

Ο Vettel έφτασε 3ος την πρώτη στροφή, αλλά συγκρούστηκε εκεί με τον Daniel Ricciardo με αποτέλεσμα να του σκάσει το δεξί πίσω λάστιχο. Ο Γερμανός παραπονέθηκε στον ασύρματο για την οδήγηση του Αυστραλού, όμως οι αγωνοδίκες αποφάσισαν ότι ήταν ένα αγωνιστικό συμβάν.

Ο Vettel έφτασε στα pits, άλλαξε λάστιχα και συνέχισε, όμως είχε έναν επεισοδιακό αγώνα. Πρώτα έκανε τετακέ στα εσάκια και αργότερα βγήκε στο ίδιο σημείο και έπεσε στο προστατευτικό φράγμα, με αποτέλεσμα να εγκαταλείψει και να βγει και το Safety Car.

Προηγουμένως είχε εγκαταλείψει και ο Kimi Raikkonen με την άλλη Ferrari, αφού συγκρούστηκε με τη Williams του Bottas για δεύτερη φορά σε τρεις αγώνες – έχοντας γίνει η αιτία να εγκαταλείψει ο Bottas στη Ρωσία.

Οι δύο Φιλανδοί μπήκαν μαζί στη Στροφή 5, με τον πίσω δεξιό τροχό του Raikkonen να καβαλάει τον εμπρός αριστερό του Bottas, με αποτέλεσμα να σπάσει η ανάρτηση της Ferrari (φωτ. επάνω). Ήταν η πρώτη διπλή εγκατάλειψη για τη Scuderia από το Αυστραλιανό GP του 2006.

Ο Daniil Kvyat (Red Bull) τερμάτισε 4ος, έχοντας χάσει την 3η θέση από τον Bottas στην επανεκκίνηση του αγώνα μετά το Safety Car. Οι Daniel Ricciardo και Felipe Massa συμπλήρωσαν την πρώτη εξάδα.

Έβδομος ήταν ο Nico Hulkenberg (Force India), μπροστά από τον team-mate του και τοπικό ήρωα, Sergio Perez. Ο Μεξικανός αποθεώθηκε σε όλη τη διάρκεια του αγώνα και ήταν ο μόνος που τον έβγαλε όλον με ένα μόνο pit-stop.

Οι Max Verstappen (Toro Rosso) και Romain Grosjean (Lotus) συμπλήρωσαν τη βαθμολογούμενη δεκάδα.

Ο Pastor Maldonado (Lotus) δεν κατάφερε να βαθμολογηθεί για τέταρτη στη σειρά φορά, τερματίζοντας 11ος μπροστά από τους Marcus Ericsson (Sauber), Carlos Sainz (Toro Rosso), Jenson Button (McLaren) και τους δύο οδηγούς της Manor, Alexander Rossi και Will Stevens.

O Fernando Alonso ξεκίνησε εν γνώσει του με πρόβλημα στον κινητήρα της McLaren και η ομάδα του ζήτησε να εγκαταλείψει στο τέλος του πρώτου γύρου.

Λίγο πριν την επανεκκίνηση, ο Button είπε στον ασύρματο ότι τα φρένα του Felipe Nasr είχαν πάρει φωτιά και λίγο αργότερα ο Βραζιλιάνος σταμάτησε τη Sauber στο στάδιο των 55.000 θέσεων, εγκαταλείποντας τον αγώνα

Αναλυτική κατάταξη του Grand Prix του Μεξικού στο Autódromo Hermanos Rodríguez: