6月7日のカナダGP決勝は70周で争われた。ハミルトンが1時間31分53秒145で優勝し、ロズベルグに2.285秒差をつけた。ボッタスが3位に入り、ウィリアムズに今季初の表彰台をもたらした。
ポールポジションからスタートしたハミルトンは、レースの大半で首位を走行。自身のピットストップ時にのみ、一時的にトップの座を譲った。ロズベルグは追撃を続け、両者の差は何度も約1秒まで縮まったが、最後の数周でハミルトンが再びリードを広げた。
メルセデスの2台は、それぞれマネジメント上の課題を抱えていた。ハミルトンは燃料を節約するよう求められ、ロズベルグは一時、フロントブレーキの温度を抑える必要があった。最終的にハミルトンは3位のボッタスに40.666秒差をつけ、ロズベルグとボッタスの差は38.381秒だった。
ライコネンは27周目にヘアピンでスピンし、表彰台争いのチャンスを失って最終的に4位。ベッテルは後方のグリッドから5位まで追い上げ、マッサも15番手スタートから6位まで順位を上げた。
マルドナドが7位、ヒュルケンベルグが8位、クビアトが9位。グロージャンは49周目に最終コーナー付近でスティーブンスと接触し、両者ともピットインした。フランス人ドライバーのグロージャンには、この接触により5秒のタイムペナルティが科されたが、それでも10位に入り、最後の1ポイントを獲得した。
ペレスが11位、サインツが12位、リカルドが13位。エリクソンとフェルスタッペンはそれぞれ14位と15位、ナッセが16位、スティーブンスが17位で、スティーブンスが最後にチェッカーフラッグを受けたドライバーとなった。
マクラーレンの2台はいずれも排気系のトラブルでリタイアし、アロンソは44周、バトンは54周を走行した。マルシャのメルヒも完走できず、リザルトには57周走行と記録された。
この一戦を終え、ハミルトンは151ポイントでドライバーズランキング首位に立ち、134ポイントのロズベルグとの差は17ポイントとなった。また、ハミルトンは今回のレースで首位を走った周回数を加えたことでマンセルを上回り、F1史上で最多のリードラップを記録した英国人ドライバーとなった。
| 順位 | カーナンバー | ドライバー | チーム | 周回数 | タイム/リタイア | ポイント |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 44 | ルイス・ハミルトン | メルセデス | 70 | 1:31:53.145 | 25 |
| 2 | 6 | ニコ・ロズベルグ | メルセデス | 70 | +2.285秒 | 18 |
| 3 | 77 | バルテリ・ボッタス | ウィリアムズ | 70 | +40.666秒 | 15 |
| 4 | 7 | キミ・ライコネン | フェラーリ | 70 | +45.625秒 | 12 |
| 5 | 5 | セバスチャン・ベッテル | フェラーリ | 70 | +49.903秒 | 10 |
| 6 | 19 | フェリペ・マッサ | ウィリアムズ | 70 | +56.381秒 | 8 |
| 7 | 13 | パストール・マルドナド | ロータス | 70 | +66.664秒 | 6 |
| 8 | 27 | ニコ・ヒュルケンベルグ | フォース・インディア | 69 | +1 周 | 4 |
| 9 | 26 | ダニール・クビアト | レッドブル | 69 | +1 周 | 2 |
| 10 | 8 | ロマン・グロージャン | ロータス | 69 | +1 周 | 1 |
| 11 | 11 | セルジオ・ペレス | フォース・インディア | 69 | +1 周 | 0 |
| 12 | 55 | カルロス・サインツ | トロ・ロッソ | 69 | +1 周 | 0 |
| 13 | 3 | ダニエル・リカルド | レッドブル | 69 | +1 周 | 0 |
| 14 | 9 | マーカス・エリクソン | ザウバー | 69 | +1 周 | 0 |
| 15 | 33 | マックス・フェルスタッペン | トロ・ロッソ | 69 | +1 周 | 0 |
| 16 | 12 | フェリペ・ナッセ | ザウバー | 68 | +2 周 | 0 |
| 17 | 28 | ウィル・スティーブンス | マルシャ | 66 | +4 周 | 0 |
| NC | 98 | ロベルト・メルヒ | マルシャ | 57 | DNF(リタイア) | 0 |
| NC | 22 | ジェンソン・バトン | マクラーレン | 54 | DNF(リタイア) | 0 |
| NC | 14 | フェルナンド・アロンソ | マクラーレン | 44 | DNF(リタイア) | 0 |