Ferrari era considerată marea favorită la victorie în Rusia după performanța lui Charles Leclerc în calificări, însă Scuderia a înregistrat o serie de probleme de care rivalii de la Mercedes au profitat cu promptitudine.
Piloții Mercedes au fost singurii din top 10 care au luat startul cu pneuri medium, în timp ce restul piloților au început cursa cu cauciucurile soft. Acest lucru a avut un impact major asupra startului, cu atât mai mult cu cât Lewis Hamilton a pornit greu din grilă.
Astfel, plecat doar de pe locul trei, Sebastian Vettel l-a depășit în primul viraj pe Hamilton, iar în al doilea viraj a trecut și de Charles Leclerc, care luase startul din pole position.
În plus, Carlos Sainz l-a depășit pe Valtteri Bottas pentru a urca pe locul patru. În spatele plutonului, Antonio Giovinazzi a provocat un accident în urma căruia Romain Grosjean a abandonat, iar Daniel Ricciardo a suferit o pană și a trebuit să treacă pe la boxe pentru înlocuirea pneului.
Abandonul lui Grosjean a determinat însă intrarea pe circuit a Safety Car-ului, care a părăsit pista în turul 4. Plecat de pe locul nouă în urma unei penalizări, Max Verstappen nu a câștigat nicio poziție la start, însă a urcat pe locul 8 după abandonul suferit de Grosjean.
La reluarea cursei, Vettel și-a păstrat poziția de lider în fața lui Leclerc și Hamilton, în timp ce Bottas a reușit în cele din urmă să-l depășească pe Sainz și să revină pe locul 4. Între timp, Verstappen a progresat constant în pluton și a ajuns pe locul 5, însă la o diferență de circa 20 de secunde.
Primul pilot de top care a intrat la boxe a fost Leclerc. Monegascul a efectuat apoi câteva tururi rapide înainte de intrarea coechipierului său Vettel, iar acest lucru l-a ajutat să rămână în fața lui Vettel după ieșirea de la boxe a germanului.
În scurt timp, Vettel a abandonat din cauza unei defecțiuni tehnice la sistemul de recuperare a energiei MGU-K. Incidentul a reprezentat un coșmar pentru Ferrari, întrucât, pe lângă pierderea unui pilot, a generat apariția unui Safety Car Virtual.
Mercedes a profitat prompt de oportunitate, iar Hamilton și Bottas au intrat succesiv la boxe pentru seturi de pneuri soft. Hamilton a reușit astfel să revină pe circuit pe prima poziție într-un mod complet surprinzător, în fața lui Leclerc și a lui Bottas, cu Verstappen pe locul patru.
Imediat după retragerea Safety Car-ului Virtual, George Russell a rămas fără frâne și a abandonat, ceea ce a determinat o nouă apariție a Safety Car-ului pe circuit. Ferrari a decis să riște și să-l cheme din nou la boxe pe Leclerc pentru ca monegascul să treacă pe pneuri soft, similare cu cele deja folosite de Hamilton și Bottas. Astfel, Hamilton a rămas lider în fața lui Bottas, Leclerc și Verstappen.
Ferrari a mizat pe faptul că Leclerc este mai rapid decât piloții de la Mercedes, însă acest lucru nu s-a întâmplat în practică în ritm de cursă. Monegascul s-a apropiat de câteva ori amenințător de Bottas, însă nu a reușit în niciun moment să inițieze un atac.
Astfel, Hamilton a câștigat pentru a patra oară cursa din Rusia, iar Mercedes rămâne invincibilă pe circuitul de la Soci încă de la debutul etapei în calendar în sezonul 2014. Cu această ocazie, Hamilton și-a extins avansul în clasamentul general la 73 de puncte în fața lui Bottas cu numai 5 curse înainte de finalul sezonului. Bottas și Leclerc au completat astfel podiumul, în timp ce Verstappen a obținut locul 4 pentru Red Bull.
Alexander Albon a impresionat printr-un loc cinci la volanul celui de-al doilea monopost Red Bull, în ciuda startului din pitlane, iar clasamentul a fost completat de Carlos Sainz (McLaren), Sergio Perez (Racing Point), Lando Norris (McLaren), Kevin Magnussen (Haas) și Nico Hulkenberg (Renault).