5月29日のモナコGPでハミルトンが78周を1時間59分29秒133で走り切り、リカルドに7.252秒差をつけて優勝した。ペレスが3位、ベッテルが4位。レースはウエット路面でセーフティカー先導のもとに始まり、その後は徐々にドライへと変化した。

資料写真。メキシコシティのエルマノス・ロドリゲス・サーキットで行われた2016年メキシコGPの表彰台。
7周目の終わりにセーフティカーがピットに戻ると、ポールスタートのリカルドがすぐにリードを築いた。ロズベルグはブレーキ表面のグレージングが疑われる症状でペースが上がらず、ハミルトンは一時チームメイトに前を阻まれた。メルセデスは16周目にロズベルグへ道を譲るよう指示し、ハミルトンはリカルドの追走を始めた。
雨が弱まると、リカルドは23周目にインターミディエイトへ交換した。ハミルトンはフルウエットで走り続け、31周目に直接ドライ用のウルトラソフトへ履き替えた。レッドブルは続いてリカルド用のスーパーソフトを準備したが、ピットでの連絡ミスによりタイヤの用意が間に合わず、リカルドはハミルトンの後ろでコースに戻った。
37周目、ハミルトンは周回遅れを抜く際にシケインをカットし、リカルドが出口で攻撃を仕掛けたが、ハミルトンは順位を守った。スチュワードは調査の結果、この防御を合法と判断してペナルティーを科さなかった。リカルドはその後、首位を争える距離まで再び接近することができなかった。
終盤はペレスとベッテルが3位を争った。ハミルトン、リカルド、ペレス、ベッテルはいずれも一時ファステストラップを記録した。最終的にペレスが表彰台を守り、ベッテルは4位となった。ヒュルケンベルグは最終周のラスカスでロズベルグを抜いて6位に上がり、ロズベルグは7位でフィニッシュした。
アロンソが5位、サインツが8位、バトンが9位、マッサが10位となった。バトンはマッサの追撃を抑え、ウィリアムズのマッサが最後の1ポイントを獲得した。ボッタスはコース上では11位でフィニッシュしたが、後にグティエレスとの接触でペナルティーを受けた。
レース再開後の8周目、パーマーはピットストレートで白線を踏んだ後にコントロールを失い、クラッシュした。11周目にはライコネンがヘアピンでコースを外れてフロントウイングを損傷し、その後シケインのエスケープロードでリタイアした。フェルスタッペンは34周目にカジノ広場付近でクラッシュし、完走できなかった。
クビアトとマグヌッセンがラスカスで接触した後、マグヌッセンはピットでフロントウイングを交換して走行を続けたが、クビアトはその後リタイアした。マグヌッセンも後にミラボーで単独クラッシュし、最終的にリタイアとなった。ザウバーの2台もラスカスで接触し、ナッセとエリクソンがともにリタイアした。ボッタスへの10秒加算によりグティエレスが11位へ上がり、ボッタスは12位に下がった。ウェーレインには別々の2件の違反で合計20秒のペナルティーが科された。
| 順位 | 車番 | ドライバー | チーム | 周回数 | レースタイム/状態 | ポイント |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 44 | ルイス・ハミルトン | メルセデス | 78 | 1:59:29.133 | 25 |
| 2 | 3 | ダニエル・リカルド | レッドブル | 78 | +7.252秒 | 18 |
| 3 | 11 | セルジオ・ペレス | フォース・インディア | 78 | +13.825秒 | 15 |
| 4 | 5 | セバスチャン・ベッテル | フェラーリ | 78 | +15.846秒 | 12 |
| 5 | 14 | フェルナンド・アロンソ | マクラーレン | 78 | +85.076秒 | 10 |
| 6 | 27 | ニコ・ヒュルケンベルグ | フォース・インディア | 78 | +92.999秒 | 8 |
| 7 | 6 | ニコ・ロズベルグ | メルセデス | 78 | +93.290秒 | 6 |
| 8 | 55 | カルロス・サインツ | トロロッソ | 77 | 1周遅れ | 4 |
| 9 | 22 | ジェンソン・バトン | マクラーレン | 77 | 1周遅れ | 2 |
| 10 | 19 | フェリペ・マッサ | ウィリアムズ | 77 | 1周遅れ | 1 |
| 11 | 21 | エステバン・グティエレス | ハース | 77 | 1周遅れ | 0 |
| 12 | 77 | バルテリ・ボッタス | ウィリアムズ | 77 | 1周遅れ | 0 |
| 13 | 8 | ロマン・グロージャン | ハース | 76 | 2周遅れ | 0 |
| 14 | 94 | パスカル・ウェーレイン | マノー | 76 | 2周遅れ | 0 |
| 15 | 88 | リオ・ハリアント | マノー | 74 | 4周遅れ | 0 |
| NC | 9 | マーカス・エリクソン | ザウバー | 51 | リタイア | 0 |
| NC | 12 | フェリペ・ナッセ | ザウバー | 48 | リタイア | 0 |
| NC | 33 | マックス・フェルスタッペン | レッドブル | 34 | リタイア | 0 |
| NC | 20 | ケビン・マグヌッセン | ルノー | 32 | リタイア | 0 |
| NC | 26 | ダニール・クビアト | トロロッソ | 18 | リタイア | 0 |
| NC | 7 | キミ・ライコネン | フェラーリ | 10 | リタイア | 0 |
| NC | 30 | ジョリオン・パーマー | ルノー | 7 | リタイア | 0 |