Rosberg adelantó a Hamilton en la salida, antes de que su compañero de equipo en Mercedes sufriera un choque, para lograr el liderato de la carrera que ya no abandonaría hasta la bandera a cuadros.
Kimi Räikkönen acabó segundo, compartiendo estrategia a tres paradas con Rosberg, mientras Hamilton se recuperó para terminar en tercer puesto y limitar las pérdidas.
Antes de empezar la carrera ya se produjo la primera sorpresa cuando el motor V6 de Vettel se rompió en la vuelta de formación, dejándole fuera de la carrera.
Cuando las luces se apagaron, Hamilton que tenía la pole position volvió a hacer una mala salida, dando a Rosberg la posibilidad de adelantarle por el interior.
Rosberg trazó la curva 1 sin problemas, pero por detrás de él, Hamilton recibió la embestida del Williams de Valtteri Bottas, provocándole un medio trompo.
Hamilton perdió varias posiciones, mientras Bottas y el Red Bull de Daniel Ricciardo sufrieron daños en el alerón delantero y Felipe Massa se situó detrás de Rosberg.
Bottas recibió posteriormente una penalización en forma de drive-through por ser el causante del incidente.
Rosberg empezó a generarse una sólida ventaja en las primeras vueltas, y la mantuvo durante la primera ronda de paradas en boxes, mientras Hamilton subió a la tercera posición gracias a una estrategia alternativa.
Rosberg y Räikkönen usaron una estrategia de Súper Blandos, Blandos, Súper Blandos, Blandos, mientras Hamilton optó por los Medios en el segundo stint, permitiéndole adelantar a varios coches.
Räikkönen empezó a recortar diferencias con el líder después de dos paradas lentas de Rosberg, pero el alemán se recuperó y aumentó la diferencia a 10 segundos hacia el final.
La victoria de Rosberg le sitúa a 17 puntos de Hamilton en la clasificación.
Por detrás de los tres primeros, Daniel Ricciardo hizo una brillante actuación para terminar cuarto con el Red Bull, mientras que el Haas de Romain Grosjean volvió a impresionar a todo el mundo consiguiendo la quinta posición.
El Toro Rosso de Max Verstappen aprovechó el último stint con los Súper Blandos para terminar sexto, superando al piloto del equipo senior Daniil Kvyat, que tuvo una tarde complicada.
Massa y Bottas tuvieron que conformarse con el octavo y noveno puestos, mientras que Stoffel Vandoorne logró el primer punto de la temporada para McLaren-Honda en su debut sustituyendo a Fernando Alonso.
El Renault de Kevin Magnussen salió desde el pit lane pero terminó onceavo, por delante del Sauber de Marcus Ericsson y el Manor de Pascal Wehrlein, el último rubricando un gran fin de semana tras la buena clasificación del sábado.
Felipe Nasr se quejó de que su Sauber era "horrible para conducir" y terminó en la P14, por delante de los pilotos de Force India Nico Hülkenberg y Sergio Pérez.
El debutante de Manor Rio Haryanto terminó último.
Carlos Sainz Jr. sufrió un pinchazo después de que Pérez contactara con su Toro Rosso, antes de que se quejara de problemas en la dirección y tuviera que regresar al garaje a mitad de carrera.
El Haas de Esteban Gutiérrez y el McLaren de Jenson Button se retiraron por problemas técnicos al poco de empezar la carrera, mientras que Jolyon Palmer tuvo que retirar el Renault tras la vuelta de formación.
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