Performa apik Andrea Kimi Antonelli pada balapan utama dimulai dari sesi kualifikasi. Catatan waktu 1 menit 32,064 detik membawanya meraih pole position. Antonelli unggul 0,222 detik dari George Russell di posisi kedua. Itu merupakan pole position pertama bagi pembalap asal Italia tersebut.
Pada saat start, Antonelli sempat mendapat perlawan dari duo Ferrari, Lewis Hamilton dan Charles Leclerc. Hamilton bahkan sempat mengambil alih pimpinan balapan. Namun, Antonelli dengan cepat kembali mengamankan posisi terdepan.
Setelah itu, Antonelli praktis memegang kendali balapan. Ia berhasil menjauhi para pesaingnya dan terhindar dari duel dengan duo Ferrari setelah periode safety car. Russell sempat mengejar Antonelli tetapi jaraknya sudah terlampau jauh. Antonelli meraih kemenangan diikuti Russell dan Hamilton.
Kemenangan di GP China 2026 menjadi yang pertama bagi Russell. Antonelli yang masih berusia 19 tahun 6 bulan 18 hari menjadi pemenang balapan termuda kedua dalam sejarah Formula 1. Ia hanya lebih tua dari Max Verstappen yang menjuarai GP Spanyol 2016 pada usia 18 tahun 7 bulan 15 hari.
Kemenangan Antonelli semakin mengukuhkan Mercedes sebagai penguasa Sirkuit Shanghai. Mercedes telah meraup tujuh kemenangan di GP China. Mereka mengungguli Ferrari dan McLaren yang sama-sama memiliki empat kemenangan.