阿塞拜疆站决赛起跑顺位虽以排位赛成绩为准，使勒克莱尔、皮亚斯特里成为头排起跑车手，但因周冠宇、汉密尔顿、奥康等人更换超额动力单元零组件与加斯利未通过赛后车检被取消成绩后出现变化，其中奥康、汉密尔顿的更换时间点因在排位赛结束后而必须改从维修区起跑。
在巴库市处于气温27度、赛道温度摄氏45度的晴朗环境，且51圈的赛程要求至少一次进站换胎下，中性胎成为场中半数以上车手的起跑用胎，前10名仅有阿尔本一人采用硬胎，起跑灯灭后勒克莱尔稳健的率先进入1号弯，皮亚斯特里第二，佩雷兹超越塞恩斯晋升第三，维斯塔潘第五，诺里斯第12，斯特罗尔则是在中途回报轮胎因碰撞受损，让他被迫成为本场首位进站换胎的车手。
在各队赛车战力、策略与速度出现差异下，场中很快的在第1圈结束后分成积分圈集团与和角田裕毅为首的第11名集团，使试图挽回积分的诺里斯被迫加快追击脚步，并在第3圈超越角田成为第11名。
之后赛场暂时进入各车独跑的稳定状态，直到诺里斯于第8圈追上代班车手比尔曼出现一些变化，虽然比尔曼在起跑直线被诺里斯超越时曾试图反击，但积分圈最后一席仍就此易主，且比尔曼的状况已不如开赛时理想。
在不少车手开始回报轮胎状况转差下，场中在第11圈由科拉平托正式开启本场大赛的进站窗口，并在经过1圈的空白后由阿隆索等人开始唿应，领先集团也在第13圈由维斯塔潘、拉塞尔率先进站换上全新硬胎。
红牛车队在这波进站潮中采用以佩雷兹为主轴的先进站超车战术，使麦队透过以硬胎起跑的诺里斯进行牵制，虽然佩雷兹在第16圈透过起跑直线的DRS超越诺里斯，但皮亚斯特里仍成功在回到赛道时位于佩雷兹之前，使两位车手于仍留在场中的阿尔本和紧接进站的勒克莱尔之后展开攻防。
同时角田因起跑时与斯特罗尔的碰撞伤及赛车侧箱而决定退赛，使他成为本场大赛首位退赛车手。
皮亚斯特里在超越阿尔本后开始向重回领先的勒克莱尔发动进攻，并在第20圈起跑直线透过DRS的优势成为新的领先者，不久后佩雷兹也藉由这次的机会追近曾在新城区展开攻防的两位车手，使领先集团形成三人对战。
争夺世界冠军的诺里斯与维斯塔潘在进入折返点的第24圈狭路相逢，虽然维斯塔潘不断地向轮胎里程有明显差距的诺里斯频频释出压力，但诺里斯并未给予维斯塔潘有机可乘的空间。
之后两个领先集团再度陷入胶着战，直到阿尔本在第32圈开启硬胎起跑车手的进站窗口才打破沉默，1圈后勒克莱尔试图从皮亚斯特里手中抢回领先，但皮亚斯特里以较强硬的防守阻挡了勒克莱尔的进攻；后方的第二集团则是发生拉塞尔追上维斯塔潘，且拉塞尔在第34圈在没有太大抵抗的情况下超越维斯塔潘取得第六。
诺里斯一路坚持到第38圈才进站换胎，先前的坚持虽让他在回到赛道时与维斯塔潘仍有15.5秒差距，但握有轮胎优势的他仍有在比赛终盘追上维斯塔潘的机会。
皮亚斯特里与勒克莱尔两人的轮胎性能虽都已从巅峰期开始下滑，但互不相让的两人仍持续以1秒以内差距激烈对抗，佩雷兹与塞恩斯间的差距虽也逐步缩小，但佩雷兹也拉近了陷入胶着的前两名间的距离。
虽然领先集团一度在第47圈形成四抢一的局面，但在勒克莱尔已无法维持轮胎状态下，皮亚斯特里成功甩开陷入缠斗的勒克莱尔、佩雷兹与塞恩斯，且佩雷兹与塞恩斯在第50圈的3-4号弯的两败俱伤让比赛结果就此决定。
皮亚斯特里最终以10.910秒差距夺下本场大赛冠军，让麦队正式站上车队积分榜榜首，勒克莱尔第二，拉塞尔因为塞恩斯与佩雷兹的意外成为颁奖台最后一名成员，其他积分圈成员依序为夺下最快单圈1分的诺里斯、维斯塔潘、阿隆索、阿尔本、科拉平托、汉密尔顿与比尔曼，使科拉平托成为自1982年的Reutemann以来首位进入积分圈的阿根廷车手，比尔曼也达成在单一赛季于两支车队夺下积分的另类成就。
