Una vez se apagaron los cinco semáforos rojos, Sebastian Vettel realizaba una salida fantástica porque sus primeros metros fueron realmente buenos porque superó a Lewis Hamilton y también a Charles Leclerc, por lo que el alemán escalaba hasta la primera posición. Otro adelantamiento destacado fue el de Carlos Sainz a Valtteri Bottas, después se puso en paralelo del W10 del pentacampeón e incluso le había superado, pero Lewis tenía el interior de la segunda curva y los puestos se mantuvieron intactos entre ambos. Cabe destacar que Kimi Räikkönen salió antes de que se apagaran los semáforos, por lo que estuvo bajo investigación esta acción y la decisión fue un Drive Through al finlandés.
Por detrás, hubo un percance entre Romain Grosjean, Antonio Giovinazzi y Daniel Ricciardo, lo que acabó en accidente múltiple; el Haas se encontraba a la izquierda, el Alfa Romeo en medio y el Renault estaba en la derecha, así que el italiano estuvo encerrado y sin hueco, por lo que tocó a los otros dos. Debido a este toque, Romain terminó contra las protecciones y abandonando, mientras que Daniel tenía un pinchazo en su rueda trasera izquierda y estuvo obligado a parar en boxes. Además, desde Dirección de Carrera ordenaron la salida del Coche de Seguridad para que se pudiera retirar el VF-19 de la pista de manera segura y este periodo duró hasta la tercera vuelta.
Después de esta fase de la carrera, Valtteri Bottas recuperó su posición original de parrilla, ya que efectuó el adelantamiento sobre Carlos Sainz en el séptimo giro, pero no mostró demasiada defensa porque sabía que esa no era su lucha. No obstante, Max Verstappen también iba remontando desde atrás porque se quitó en medio a Nico Hülkenberg y se benefició del incidente de Romain Grosjean y Daniel Ricciardo. Además, el RB15 tenía un ritmo realmente competitivo, superó a Lando Norris y su próxima meta era el MCL34 de Carlos Sainz, quien estaba situado en quinta plaza.
Una vez se alcanzó la quincena de vueltas, Sebastian Vettel estaba en cabeza y por delante de Charles Leclerc, aunque hubo conversaciones para que hubiera un cambio de posiciones. El principal rival de los Ferrari era Lewis Hamilton porque iba conservando neumáticos, pero se despertó y empezaba a recortar distancia a los de delante poco a poco. Valtteri Bottas estaba descolgado del grupo y se encontraba en tierra de nadie, ya que no estaba cerca de Hamilton y tenía un margen cómodo con los pilotos de detrás. En los siguientes giros, Nico Hülkenberg había sido el primero en parar del Top 10, aunque hubo un fallo en su parada y perdió cinco segundos.
En la decimoséptima vuelta, Max Verstappen superaba a Carlos Sainz sin poner oposición y para que ninguno perdiera tiempo. No obstante, el español estaba colocado en un buen puesto, liderando la zona media y controlando la distancia con su compañero de equipo y con Sergio Pérez. A partir de la vuelta 20, los pilotos de la mitad hacia arriba empezaban a hacer su respectivo paso por el pit lane para cambiar gomas. Desde el muro de McLaren, llamaron a Norris para que se dirigiera al box antes que Sainz, pero el español lo hizo en la vuelta siguiente para cubrir posición.
El comienzo del fin para Ferrari
En los siguientes compases, Charles Leclerc también cambiaba ruedas, mientras que Sebastian Vettel se mantenía en pista para que se diera el cambio de puestos que no se había realizado desde un primer momento. En el giro número 27, el tetracampeón acudía al pit lane para cambiar de neumáticos y saliera por detrás de su compañero. Aunque un hecho inesperado fue el abandono de Sebastian por una repentina pérdida de potencia en su SF90, el cual fue provocado por un fallo en el MGU-K, y se detuvo en la escapatoria de la curva 15. Debido a este percance, los paneles luminosos del Safety Car se encendieron para retirar el Ferrari y muchos pilotos optaron por entrar en boxes, entre ellos, los Mercedes de Hamilton y Bottas.
Por si no fuera poco con el abandono de Vettel, George Russell bloqueó sus ruedas violentamente para evitar impactar contra las protecciones, pero fue imposible y terminó golpeando. A causa de esta nueva retirada, el Coche de Seguridad hizo acto de presencia y Leclerc aprovechó para poner Blandos nuevos e ir con todo en este segundo stint; no obstante, la parte negativa fue que salió por detrás de los dos Mercedes y tenía que enfrentarse a ellos en pista. Aunque el monegasco tuviera gomas más frescas, no encontraba el momento para lanzar el ataque sobre el finlandés. Por detrás, Alexander Albon estaba teniendo una actuación impresionante porque fue remontando desde atrás para escalar posiciones en el pelotón. Aunque le costó deshacerse de los pilotos de la zona de puntos, pero fue agresivo y utilizando a su favor el potencial de su RB15. En la vuelta 48, el tailandés estuvo en el lugar y en el momento correcto para adelantar a Carlos Sainz y situarse en quinta plaza, por detrás de Max Verstappen.
Después de 53 vueltas, Lewis Hamilton fue el primero en ver la bandera a cuadros y se alzaba con su cuarta victoria en Sochi gracias a los fallos de Ferrari. Por detrás, Valtteri Bottas ha tenido una actuación sólida aunque perdiera la posición con Sainz en los primeros instantes, pero se recuperó y fue capaz de mantener detrás a Leclerc en las últimas vueltas. Mientras que el monegasco fue el encargado de representar a los de Maranello en el podio y subiendo al tercer escalón. Por detrás de los tres mejores, Max Verstappen y Alexander Albon completaron una carrera sin fallos, capaces de atacar y terminando en unas buenas posiciones, a pesar de los puestos que comenzaban hoy. A continuación, Carlos Sainz también ha cumplido porque acabó como el mejor de la zona media, fue capaz de luchar contra los Mercedes en la salida y finalizó en una sexta plaza valiosa para el Mundial de Constructores. Después del español, Sergio Pérez fue séptimo tras haber comenzado undécimo en parrilla, Lando Norris fue octavo, mientras que Kevin Magnussen y Nico Hülkenberg fueron los que cerraron el Top 10.