La clave de la carrera fue una pésima salida de Hamilton, que se quedó clavado mientras no solo Rosberg le adelantaba, sino que también lo hacían los Ferrari del alemán Sebastian Vettel y del finlandés Kimi Raikkonen, el finlandés Valtteri Bottas (Williams) y el australiano Daniel Ricciardo (Red Bull).
Esta sorpresa le sirvió la victoria en bandeja a Rosberg y obligó a remontar a Hamilton, que aún así consiguió escalar hasta la segunda posición gracias a una estrategia acertadísima por parte de Mercedes, que forzó los neumáticos blandos 25 vueltas para realizar una sola parada, al contrario de los dos cambios de neumáticos previstos por el resto de escuderías.
Rosberg celebró la vigésima primera victoria de su carrera, la séptima de este año y su primer triunfo en Monza.
POSICIONES. Subieron al podio junto a Rosberg, Hamilton en la segunda posición y Sebastian Vettel, tercero; en el cuarto lugar quedó Kimi Raikkonen. La zona de puntos fue completada por el australiano Daniel Ricciardo (Red Bull), quinto; el finlandés Valtteri Bottas (Williams) sexto; el holandés Max Verstappen (Red Bull) séptimo; el mexicano Sergio Pérez (Force India) octavo; el brasileño Felipe Massa (Williams) noveno; el alemán Nico Hülkenberg (Force India) décimo. Siguieron: 11° Romain Grosjean; 12° Jenson Button; 13° Esteban Gutiérrez; 14° Fernando Alonso; 15° Carlos Sainz; 16° Marcus Ericsson; 17° Kevin Magnussen; 18° Esteban Ocon.
Se retiraron de la carrera Daniil Kvyat; Pascal Wehrlein; Jolyon Palmer y Felipe Nasr.