Nico Rosberg was de man die de beste start meemaakte en direct naar de leiding ging, Lewis Hamilton startte vanaf de poleposition maar kon zijn positie niet vast houden. De Brit had een slechte start en verloor direct de nodige posities.
Ook Max Verstappen had een moeizame opening van de race, de Red Bull coureur kwam moeilijk van zijn plek en verloor daardoor direct een vijftal plekken die hij maar moeilijk kon terugwinnen. Zowel Verstappen als Hamilton wisten in de loop van de race nog terrein goed te maken, maar geen van beiden kwam op de plek die ze vooraf gehoopt hadden. Hamilton kwam niet verder dan de tweede plek aan de finish, terwijl Verstappen genoegen moest nemen met de vijfde positie.
De race verloop wonderwel zonder al te grote crashes. Met name in de eerste ronde is de eerste chicane vaak een scherprechter gebleken, maar dit jaar verliep de openingsfase relatief rustig. De enige noemenswaardige aanvaring was die tussen Jolyon Palmer en Felipe Nasr. De Renault coureur raakte met de voorkant van zijn auto het achterwiel van de Sauber, waardoor beiden schade opliepen. Palmer moest een nieuwe neus halen in de pitstraat, terwijl Nasr al snel de strijd terminaal moest staken.
Na de nieuwe neus ging Palmer weer op weg, maar kwam al snel tot de conclusie dat hij meer schade had. Terug bij zijn team werd de auto geïnspecteerd en kreeg Palmer de mededeling om de motor af te zetten en te gaan douchen. Wederom een teleurstellend weekend voor Palmer die al onder vuur ligt bij zijn team.
Enkele ronden later verscheen Nasr weer ten tonele om korte tijd later wederom de pits in te gaan en definitief te stoppen. Voor de Braziliaan was de race sowieso al over nadat hij aangewezen werd als schuldige van de aanvaring met Palmer en 10 seconden tijdstraf kreeg.
In ronde 31 werd de derde uitvaller van de Grand Prix Italië 2016 genoteerd. Manor coureur Pascal Wehrlein kwam rokend tot stilstand in het gras langs de baan, waar hij zijn auto afzette op last van de mensen aan de pitmuur. De Mercedes protegé zag hiermee zijn goede kwalificatie in rook opgaan. Ook voor Kvyat viel voortijdig het doel, de Rus parkeerde zijn Toto Rosso in de pitstraat.
Aan de kop van het veld vonden er enkele positiewisselingen plaats als gevolg van de pitstops, maar nadat iedereen zijn stops had gemaakt en de orde hesrteld was bleek Rosberg nog altijd stevig aan de leiding te liggen. Hamilton had de nodige plekken goedgemaakt met een sterke race, maar kon zijn teamgenoot niet meer bedreigen. De kampioenschapsleider werd als tweede afgevlagd. Ferrari coureur Sebastian Vettel maakte er het beste van door de derde positie te pakken tijdens de thuisrace van zijn werkgever.
1. Nico Rosberg – Mercedes AMG
2. Lewis Hamilton – Mercedes AMG
3. Sebastian Vettel – Scuderia Ferrari
4. Kimi Räikkönen – Scuderia Ferrari
5. Daniel Ricciardo – Red Bull Racing (Tag Heuer)
6. Valtteri Bottas – Williams Martini Racing (Mercedes)
7. Max Verstappen – Red Bull Racing (Tag Heuer)
8. Sergio Perez – Force India (Mercedes)
9. Felipe Massa – Williams Martini Racing (Mercedes)
10. Nico Hülkenberg – Force India (Mercedes)