A rajtnál Vettel simán eljött, Webber kicsit megszorongatta Hamiltont, de a Mclaren pilótája be tudott fordulni a második helyen. Petrov az első pár kanyar alatt feljött a negyedik pozícióba, Massa pedig az ötödikbe. Button és Alonso egymással foglalkoztak, emiatt tudták őket többen is megelőzni. Az első kör végén Alguersuari rögtön a boxba hajtott, ahogy Schumacher is. Ők összeütköztek a sűrű mezőnyben, a spanyol autója megsérült, a hétszeres világbajnok pedig gyakorlatilag elhagyta a jobb hátsó gumiját.
Az első körökben Vettel, Hamilton, Webber és Petrov egyenletes távolságba kerültek egymástól, mögöttük pedig Button próbálta keresztülverekedni magát Massán. A brazil nagyszerűen védekezett, így hiába használhatta mögötte angol riválisa az állítható hátsó szárnyakat, a célegyenesben nem tudott előzési pozícióba kerülni. A hármas kanyarban rendre odaért ugyan Massa mellé, de mivel mindig külső ívre került, nem tudott előrébb kerülni.
A tizedik körre Alonso is utolérte őket, miközben Webber és Vettel elkezdtek a hátsó kerekek állapotára panaszkodni, és az ausztrál a 12. körben ki is ment az első kerékcseréjére. Massa és Button ismét összecsaptak, és az angol a pályán kívül előzte meg ellenfelét, de mire megfordulhatott volna a fejében, hogy visszaengedje, már Alonso is elment a kis brazil mellett, így megbonyolítva a helyzetet. A versenybírák vizsgálni kezdték az esetet, majd Buttont áthajtásos büntetéssel sújtották.
A 15. körig mindkét Ferrari és Vettel is meglátogatták szerelőiket. A világbajnok Jenson Button mögé ért vissza, és rövid időn belül állva hagyta riválisát annak ellenére, hogy ő épp a büntetése letöltésére készült, és mindenképp kiállt volna előle. Hamilton került az élre, de csak egy kör erejéig, mivel ő is lecseréltette a kerekeit.
Csapattársa áthajtott a boxutcán, ahogy arra kötelezték, majd ő is elintézte a kerékcseréjét, ezzel kikerült a pontszerző zónán kívülre. A következő körök békésebben teltek, majd a körhátrányban lévő és csak szenvedő Schumacher kigurult a garázsába, és feladta a futamot, valószínűleg valamilyen műszaki hiba miatt. A Mercedes pillanatokon belül elveszítette másik versenyzőjét is, mivel Barrichello annyira lendületesnek érezte magát, hogy teljesen értelmetlen távolságból próbálta megelőzni Nico Rosberget, aminek az lett a vége, hogy oldalról belerohant, és tönkretette ellenfele hűtőjét, akinek fel kellett adnia. A rutinosabbnak gondolt brazil keresztbe állt, majd le kellett cseréltetnie az orrkúpját, de folytatni tudta. Később ő is áthajtásos büntetést kapott, egész olcsón megúszva az ügyet.
A kerékcserék második fázisát is Webber kezdte meg, őt Alonso követte a boxutcában. A spanyol világbajnok lágy gumikat kapott, amikkel ugyan nem volt arra esélye, hogy befejezze a versenyt, de jó köridőket tudott futni, így sokat hozott az előtte lévőkön. Ebből a szempontból főleg a Petrovval szembeni hátránya volt fontos, hiszen az orosz még csak egyszer volt kint a boxban.
Hamilton a verseny középső szakaszában elhagyta a pályát, és megsérült az autója alja, lelógott az aszfaltra, ami kérdésessé tette, hogy hogyan és meddig tudja folytatni a versenyt. A brit és Vettel a 36. kör végén cseréltették le másodszor a kerekeiket, csakúgy mint Petrov, a jelek alapján ők többször már nem is terveztek kimenni.
Kiment viszont harmadszor Webber és Alonso is, és a Ferraris jött ki jobban a manőverből, ő lett a negyedik. Kemény gumikat kapott, míg az ausztrál lágyakat, így utóbbinak volt némi esélye az előzésre, de valódi helyzetbe nem tudott kerülni.
A 48. körre Button újra utolérte Massát, akivel a verseny elején hosszan viaskodtak, és simán elment mellette a célegyenesben. A brazilt ezután az újonc Perez támadta, de nem sokáig, mivel előbbinek ki kellett állnia a harmadik kerékcseréjére. Finoman szólva nem jó ritmusban... A mexikói ezzel a hetedik helyre került, ami első futamán rögtön hat pontot ért a számára. Ráadásul csak egyszer cserélt gumigarnitúrát.
Az utolsó körökre már csak az volt a kérdés, hogy Alonso utol tudja-e érni a harmadik helyezett Petrovot. Végül ahogy a tavalyi utolsó futamon, úgy ezúttal is az oroszt intették le előbb. A második helyen Hamilton végzett, míg Sebastian Vettel simán nyerte a futamot.
Az Ausztrál GP (58 kör, 307.574 km össztáv) első 10 helyén - vagyis pontszerzőként - végzettek sorrendje:
1. Sebastian Vettel (német, Red Bull) 1:29:30.259 ó - 25 pont
2. Lewis Hamilton (brit, McLaren) + 22.297 mp - 18
3. Vitalij Petrov (orosz, Renault) + 30.560 mp - 15
4. Fernando Alonso (spanyol, Ferrari) + 31.772 mp - 12
5. Mark Webber (ausztrál, Red Bull) + 38.171 mp - 10
6. Jenson Button (brit, McLaren) + 54.304 mp - 8
7. Sergio Perez (mexikói, Sauber) + 1:05.845 perc - 6
8. Kobajasi Kamui (japán, Sauber) + 1:16.872 perc - 4
9. Felipe Massa (brazil, Ferrari) + 1:25.186 perc - 2
10. Sébastien Buemi (svájci, Toro Rosso) 1 kör hátrány - 1
A következő futam: Malajziai Nagydíj, április 10., Szepang