北京時間10月28日未明、エルマノス・ロドリゲス・サーキットで2024年F1第20戦メキシコシティGP決勝の71周の戦いが終了した。ポールポジションから出走したカルロス・サインツが1時間40分55秒800で優勝し、3月のオーストラリアGP以来となるシーズン2勝目を獲得。この年初めてポールを勝利につなげた。ランド・ノリスが4.705秒差の2位。シャルル・ルクレールは終盤のミスで2位を失ったものの、3位で表彰台を確保した。RBの角田裕毅はオープニングラップの接触に巻き込まれ、リタイアした。
1周目からセーフティカーが導入された。ターン1のブレーキング前にピエール・ガスリーがアウト側へ寄り、その外側のアレックス・アルボンが避けようとわずかに進路を調整。さらに外側で遅いブレーキングから順位を争っていた角田の右リヤと、アルボンの左フロントが接触し、2台ともリタイアした。角田、アルボン、ウィリアムズ代表のジェームズ・ボウルズはレース後、不運なレーシングインシデントだったという見方で一致した。通算400戦目のグランプリ週末を迎えたフェルナンド・アロンソも早々にレースを終えた。1周目の事故の破片がブレーキダクトに入り込んで過熱を招き、16周目にガレージへ戻った。
先頭集団では激しい争いが繰り広げられた。好スタートのフェルスタッペンがオープニングラップのターン1でサインツを抜いて首位に立ったが、9周目にはサインツが同じコーナーのインから抜き返した。続く10周目、ノリスとフェルスタッペンは2度にわたり競り合った。ノリスがターン4のアウトから仕掛けると、フェルスタッペンがノリスをコース外へ押し出した。その後のターン8では2台とも大きくはみ出し、後方のルクレールがこの争いを利用して2番手へ浮上した。スチュワードはフェルスタッペンに各件10秒のペナルティを科し、選手権首位のフェルスタッペンは最終的に6位となった。
ルクレールは終盤まで2番手を守ったが、残り9周でノリスが1秒以内まで接近した。最終コーナー出口で突然コントロールを失ってコース外へ出たものの、3位で表彰台を確保。しかし、フェラーリがアメリカGPに続いて2戦連続で1位、2位を独占する機会は失われた。ルクレールは最終周にファステストラップを記録した。ハミルトンが4位。左フロントウイングを損傷していたラッセルは、チームメイトの攻撃を終盤の約20周にわたってしのいだが、残り6周のターン1でハミルトンに抜かれ、5位で完走した。
母国で走るセルジオ・ペレスは、苦い週末を過ごした。1周目に五つ順位を上げたものの、グリッド枠での位置違反により5秒ペナルティを受けた。19周目にリアム・ローソンを追う中でサイドポッドとフロアを損傷し、その後は反撃できず、完走者の最後尾となる17位で母国GPを終えた。ペレスと午後を通して争ったローソンも、残り5周でフランコ・コラピントと接触。フロントウイングを損傷してピットインを強いられ、16位となった。ペレスはレース後、新人のドライビングについて、もっと謙虚になるべきだと批判した。ハースはケビン・マグヌッセン7位、ニコ・ヒュルケンベルグ9位でダブル入賞。17番手から出走したオスカー・ピアストリは、全車で最も長い第1スティントを延ばして39周目に初めてピットインし、8位まで力強く挽回した。ピエール・ガスリーはアルピーヌに最後の1ポイントをもたらした。

1週間後、選手権はブラジルのサンパウロへ移り、アメリカ大陸での3週連続開催を締めくくる。
| 順位 | ドライバー | チーム | 差 | ポイント |
|---|---|---|---|---|
| 1 | カルロス・サインツ | フェラーリ | 71周 | 25 |
| 2 | ランド・ノリス | マクラーレン | +4.705 | 18 |
| 3 | シャルル・ルクレール | フェラーリ | +34.387 | 16 |
| 4 | ルイス・ハミルトン | メルセデス | +44.780 | 12 |
| 5 | ジョージ・ラッセル | メルセデス | +48.536 | 10 |
| 6 | マックス・フェルスタッペン | レッドブル | +59.558 | 8 |
| 7 | ケビン・マグヌッセン | ハース | +63.642 | 6 |
| 8 | オスカー・ピアストリ | マクラーレン | +64.928 | 4 |
| 9 | ニコ・ヒュルケンベルグ | ハース | +1周 | 2 |
| 10 | ピエール・ガスリー | アルピーヌ | +1周 | 1 |
| 11 | ランス・ストロール | アストンマーティン | +1周 | 0 |
| 12 | フランコ・コラピント | ウィリアムズ | +1周 | 0 |
| 13 | エステバン・オコン | アルピーヌ | +1周 | 0 |
| 14 | バルテリ・ボッタス | ザウバー | +1周 | 0 |
| 15 | 周冠宇 | ザウバー | +1周 | 0 |
| 16 | リアム・ローソン | RB | +1周 | 0 |
| 17 | セルジオ・ペレス | レッドブル | +1周 | 0 |
| NC | フェルナンド・アロンソ | アストンマーティン | DNF | 0 |
| NC | アレックス・アルボン | ウィリアムズ | DNF | 0 |
| NC | 角田裕毅 | RB | DNF | 0 |