Sebastian Vettel menjadi yang tercepat dengan catatan waktu 1 jam 33 menit 53,374 detik, tepat berada di depan Lewis Hamilton yang finis di posisi kedua dengan selisih enam detik dan mengungguli Bottas dengan selisih 20 detik di posisi ketiga.
Kemenangan Vettel mengembalikan kejayaan Ferrari di Bahrain yang terakhir kali memenangkan balapan di Sakhir pada 2010 saat Fernando Alonso menjadi yang tercepat. Di sisi lain, kegagalan Hamilton dan Bottas memutus catatan Mercedes yang selalu menjadi juara sejak 2014.
Awalnya Bottas yang memulai lomba dari posisi pole memimpin jalannya balapan di depan Vettel dan Hamilton yang turun ke posisi ketiga. Vettel mengambil alih posisi terdepan dari Bottas pada lap ke-17 sedangkan Hamilton menempati posisi ketiga.
Vettel terus memimpin saat Hamilton merebut posisi kedua dari Bottas pada lap ke-41. Namun selisih waktu yang cukup jauh membuat Hamilton harus merelakan gelar juara GP Bahrain diamankan oleh Vettel dengan selisih enam detik pada akhir balapan.
Berikut hasil balapan GP Bahrain dilansir dari laman Formula 1:
| Pos | Pebalap | Tim | Lap | Waktu |
| 1 | Sebastian Vettel | FERRARI | 57 | 1 jam 33 menit 53,374 detik |
| 2 | Lewis Hamilton | MERCEDES | 57 | +6.660s |
| 3 | Valtteri Bottas | MERCEDES | 57 | +20.397s |
| 4 | Kimi Rikknen | FERRARI | 57 | +22.475s |
| 5 | Daniel Ricciardo | RED BULL | 57 | +39.346s |
| 6 | Felipe Massa | WILLIAMS MERCEDES | 57 | +54.326s |
| 7 | Sergio Perez | FORCE INDIA MERCEDES | 57 | +62.606s |
| 8 | Romain Grosjean | HAAS FERRARI | 57 | +74.865s |
| 9 | Nico Hulkenberg | RENAULT | 57 | +80.188s |
| 10 | Esteban Ocon | FORCE INDIA MERCEDES | 56 | +95.711s |
| 11 | Pascal Wehrlein | SAUBER FERRARI | 56 | +1 lap |
| 12 | Daniil Kvyat | TORO ROSSO | 56 | +1 lap |
| 13 | Jolyon Palmer | RENAULT | 54 | +1 lap |
| 14 | Fernando Alonso | MCLAREN HONDA | 50 | DNF |
| NC | Marcus Ericsson | SAUBER FERRARI | 12 | DNF |
| NC | Carlos Sainz | TORO ROSSO | 12 | DNF |
| NC | Lance Stroll | WILLIAMS MERCEDES | 11 | DNF |
| NC | Max Verstappen | RED BULL | 8 | DNF |
| NC | Kevin Magnussen | HAAS FERRARI | 0 | DNF |
| NC | Stoffel Vandoorne | MCLAREN HONDA | DNS |
