やや雲が広がっているものの、ドライコンディションに恵まれた中国の上海インターナショナルサーキット。スタート時のコンディションは、気温２９℃、路面温度４０℃となっている。エンジン交換を行なったフェラーリのミハエル・シューマッハは、予想されたようにピットレーンからのスタートを選択した。現地時間午後２時、ルーベンス・バリチェロを先頭に、フォーメーションラップがスタートする。
スタート！バリチェロがトップをキープし、キミ・ライコネンが２番手を死守、３番手には６番手から得意のスタートを決めたフェルナンド・アロンソが続いている。オープニングラップのオーダーは、１位バリチェロ、２位ライコネン、３位アロンソ、４位フェリペ・マッサ、５位ジェンソン・バトン、６位ジャンカルロ・フィジケラ、７位ラルフ・シューマッハ、８位デビッド・クルサード、佐藤琢磨は１４番手、ミハエル・シューマッハは最後尾でオープニングラップを終えている。
３周目、バックストレート手前のターン１３において、バトンがマッサをかわして４番手に浮上する。そして、バトンは一気にアロンソとの差をつめていく。一方のマッサは、その後フィジケラとラルフにも抜かれ、クルサードからも攻撃を受ける。そして、ライコネンもバリチェロとの差を縮めていく。クルサードがマッサをパス。
７周目、バックストレートエンドでバトンがアロンソをオーバーテイクし、３番手へ浮上！そのバトンはファステストラップを記録しながら、さらに前にいるライコネンとバリチェロを目指す。トップ１１周目、ミナルディのジャンマリア・ブルーニがスローダウンしている。マッサが上位陣では最初にピットストップを行ない、次のラップではフィジケラ、クルサードもピットへ。ブルーニはピットに戻り、再びレースへ復帰する。ミハエル・シューマッハとクリスチャン・クリエンがバックストレートエンドで接触！シューマッハはレースを続行するが、クリエンはピットに戻ってリタイアとなる。
１２周目、バリチェロとライコネンが同時にピットストップ！順位変わらずコースへと復帰する。翌周にはルノーのアロンソがピットストップを行ない、８．６秒でコースへ。次のラップにはバトンがピットへ。９．７秒で作業を終え、４番手でコースへ戻る。しかし、まだトップのラルフ・シューマッハはピットストップを終えていない。１０位を走行していたミハエル・シューマッハがターン１３で単独スピン！１２位まで順位を落としてしまう。暫定トップだったラルフがピットへ。順位を落としたミハエルだが、再びペースを戻してクルサードをバックストレートエンドでパスしていく。さらにはフィジケラも抜き去り、ポジションを取り戻す。
１８周目、佐藤琢磨がピットストップへ。ミハエルは１分３２秒５という、まわりよりも２秒速いタイムを連発して激しくアタック。弟のラルフに迫っていく。そして、バックストレートエンドでラルフをパスし、そのまま１回目のピットストップへと向かう。９．０秒で作業を終えてコースへ復帰。
２７周目、ライコネンがブルーニとつながって２度目のピットストップを行ない、６．１秒でコースへ復帰していく。一方のバリチェロは、このタイミングでファステストラップを記録する。２９周目、バリチェロが２度目のピットストップへ。バリチェロも６．２秒のショートストップでコースへ復帰し、見事にライコネンの前をキープする。
３３周目、４位を走行していたルノーのフェルナンド・アロンソが２度目、最後と思われるピットストップを９．７秒で終わらせる。次のラップにはラルフ・シューマッハもピットに入り、９．９秒で作業を終え、アロンソの後ろでコースへ復帰。
３５周目、トップを走行していた２ストップ作戦のＢＡＲのバトンが最後のピットストップへ。１０．２秒で作業を終えてコースへ復帰していく。１１位を走行していたミハエル・シューマッハの左リアタイヤがパンクして、スローダウンしている！同時に、トヨタのリカルド・ゾンタもスローダウン！ミハエルはピットまで戻り、７．１秒で再給油も行ないコースへと復帰していく。そして、残り２０周というところでライコネンが最後のピットストップを行ない、佐藤の前でコースへ復帰する。バトンはライコネンの前に出ている。ラルフがバックストレートエンドでクルサードと接触してスピンし、さらにピットへの入り口でも彷徨う。クルサードの左フロントもパンクしている。ラルフはピットでリタイア。ラルフとクルサードの接触に関しては、レース後に審議が行なわれるとレーススチュワードから発表されている。佐藤も最後のピットストップを終え、８番手のポジションに戻っている。
ブルーニの左フロントタイヤがきれいに外れ、３輪走行でピットを目指す。残り１４周、バリチェロが最後のピットストップへ。６．２秒で作業を終え、バトンの前、余裕を持ってトップでコースへ復帰する。
レース残り１０周、オーダーは１位バリチェロ、２位バトン、３位ライコネン、４位アロンソ、５位モントーヤ、６位佐藤、７位フィジケラ、８位マッサとなっている。後方では１１位をかけてジャック・ヴィルヌーヴとミハエル・シューマッハ、因縁の対決が実現している。４７周目のバックストレートエンドでヴィルヌーヴをオーバーテイクしたシューマッハは、その直後に最後のピットストップを終わり、６．１秒でコースへ復帰する。
ファイナルラップ。バリチェロがトップ、２位のバトンと３位のライコネンの差が縮まってきている。後方ではミハエルがファイナルラップに１分３２秒２３８のファステストラップを記録している。
チェッカー！ルーベンス・バリチェロが前回のイタリアＧＰに続き今季２勝目を達成！２番手にはジェンソン・バトン、３位キミ・ライコネン、以下は４位フェルナンド・アロンソ、５位ファン・パブロ・モントーヤ、６位佐藤琢磨、７位ジャンカルロ・フィジケラ、８位フェリペ・マッサとなっている。完走１６台。
Pos. ドライバー コンストラクターズ Time Points
1 Ｒ・バリチェロ フェラーリ 1:29:12.420 10
2 Ｊ・バトン ＢＡＲ + 1.035 8
3 Ｋ・ライコネン マクラーレン + 1.469 6
4 Ｆ・アロンソ ルノー + 32.510 5
5 Ｊ・Ｐ・モントーヤ ウィリアムズ + 45.193 4
6 佐藤 琢磨 ＢＡＲ + 54.791 3 アグレッシブな走りで予選18位から6位！
7 Ｇ・フィジケラ ザウバー + 1:05.464 2
8 Ｆ・マッサ ザウバー + 1:20.080 1
9 Ｄ・クルサード マクラーレン + 1:20.619 0
10 Ｍ・ウェーバー ジャガー + 1 laps 0
11 Ｊ・ヴィルヌーヴ ルノー + 1 laps 0 注目のビルヌーブは無難な走りで11位乾燥
12 Ｍ・シューマッハ フェラーリ + 1 laps 0
13 Ｎ・ハイドフェルド ジョーダン + 1 laps 0
14 Ｏ・パニス トヨタ + 1 laps 0
15 Ｔ・グロック ジョーダン + 1 laps 0
16 Ｚ・バウムガートナー ミナルディ + 3 laps 0
Did not finish
17 Ｇ・ブルーニ ミナルディ + 18 laps 0
18 Ｒ・シューマッハ ウィリアムズ + 19 laps 0
19 Ｒ・ゾンタ トヨタ + 20 laps 0
20 Ｃ・クリエン ジャガー + 44 laps 0
２００４年Ｆ１第１７戦日本ＧＰは、２週間後の１０月１０日に鈴鹿サーキットにおいて決勝レースが行なわれる。
