5月24日のモナコGP決勝は全78周で行われた。ロズベルグは1時間49分18秒420で優勝し、モンテカルロで3年連続の勝利を挙げた。ベッテルが4.486秒差の2位、ハミルトンが3位に入った。
ポールポジションからスタートしたハミルトンは長く首位を走り、レース終盤には一時、約25.7秒のリードを築いていた。64周目、フェルスタッペンはグロージャンを抜こうとした際、サン・デボーテで激しくクラッシュした。レースコントロールはまずバーチャルセーフティカーを導入し、その後、実際のセーフティカーを出動させた。
セーフティカー導入中、メルセデスはハミルトンをピットに入れて新品のスーパーソフトタイヤに交換したが、ロズベルグはピットインせず、フェラーリもベッテルをコースにとどめた。ハミルトンはピットアウト時に2人の後方に下がり、これによって首位が入れ替わった。
セーフティカーがコースを離れた後も、ロズベルグは首位を守った。ハミルトンはより新しいタイヤを履いていたものの、狭い市街地コースでベッテルを抜くことはできず、3人は最終的にロズベルグ、ベッテル、ハミルトンの順でフィニッシュした。
クビアトが4位、リカルドが5位となり、レッドブルはこのレースで2台ともトップ5入りを果たした。リカルドは終盤に一時チームメイトを抜いたが、最終的にはチームの指示に従って4位を返した。ライコネンは6位、ペレスは7位だった。
バトンは8位に入り、マクラーレンとホンダの提携再開後初のポイントをもたらした。ナッセは9位。サインツはピットレーンからのスタートながら10位まで追い上げ、トロ・ロッソに1ポイントをもたらした。
アロンソは1周目にヒュルケンベルグと接触したことで5秒のペナルティーを科され、その後、ギアボックスのトラブルで41周目にリタイアした。フェルスタッペンはクラッシュ前に62周を完了しており、マルドナドはブレーキトラブルのため、わずか5周の走行にとどまった。3人ともリタイア扱いとなった。
このレースを終え、ハミルトンは126ポイントで引き続きドライバーズランキング首位に立ち、116ポイントのロズベルグとの差は10ポイントに縮まった。コンストラクターズランキングではメルセデスが242ポイントで首位に立ち、フェラーリは158ポイント。レッドブルは74ポイントに伸ばした。
| 順位 | 車番 | ドライバー | チーム | 周回数 | タイム/リタイア | ポイント |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 | ニコ・ロズベルグ | メルセデス | 78 | 1:49:18.420 | 25 |
| 2 | 5 | セバスチャン・ベッテル | フェラーリ | 78 | +4.486秒 | 18 |
| 3 | 44 | ルイス・ハミルトン | メルセデス | 78 | +6.053秒 | 15 |
| 4 | 26 | ダニール・クビアト | レッドブル | 78 | +11.965秒 | 12 |
| 5 | 3 | ダニエル・リカルド | レッドブル | 78 | +13.608秒 | 10 |
| 6 | 7 | キミ・ライコネン | フェラーリ | 78 | +14.345秒 | 8 |
| 7 | 11 | セルジオ・ペレス | フォース・インディア | 78 | +15.013秒 | 6 |
| 8 | 22 | ジェンソン・バトン | マクラーレン | 78 | +16.063秒 | 4 |
| 9 | 12 | フェリペ・ナッセ | ザウバー | 78 | +23.626秒 | 2 |
| 10 | 55 | カルロス・サインツ | トロ・ロッソ | 78 | +25.056秒 | 1 |
| 11 | 27 | ニコ・ヒュルケンベルグ | フォース・インディア | 78 | +26.232秒 | 0 |
| 12 | 8 | ロマン・グロージャン | ロータス | 78 | +28.415秒 | 0 |
| 13 | 9 | マーカス・エリクソン | ザウバー | 78 | +31.159秒 | 0 |
| 14 | 77 | バルテリ・ボッタス | ウィリアムズ | 78 | +45.789秒 | 0 |
| 15 | 19 | フェリペ・マッサ | ウィリアムズ | 77 | +1 周 | 0 |
| 16 | 98 | ロベルト・メルヒ | マルシャ | 76 | +2 周 | 0 |
| 17 | 28 | ウィル・スティーブンス | マルシャ | 76 | +2 周 | 0 |
| NC | 33 | マックス・フェルスタッペン | トロ・ロッソ | 62 | DNF(リタイア) | 0 |
| NC | 14 | フェルナンド・アロンソ | マクラーレン | 41 | DNF(リタイア) | 0 |
| NC | 13 | パストール・マルドナド | ロータス | 5 | DNF(リタイア) | 0 |