在正赛当中，梅赛德斯表现强劲！拉塞尔从杆位出发，最终收获赛季第二个冠军！他的队友汉密尔顿从第十起步，最终收获第二。这是梅赛德斯车队历史上第60次一二带回！塞恩斯第三。
赛前
在前一天的排位赛当中，拉塞尔收获了赛季的第三个杆位，与塞恩斯一同从前排发车。加斯利与勒克莱尔从第二排发车。
红牛车队本周稍显弱势，维斯塔潘仅从第五发车，与他唯一的世界冠军争夺对手诺里斯同排发车。
由于排位赛事故带来的车损，科拉平托将从维修区发车。博塔斯更换动力单元，将从第十九名的位置发车。
本周倍耐力推荐的策略为中-硬或硬-中的一停策略。
起步轮胎方面，车手的主流选择是中性胎。但也有佩雷兹、博塔斯和科拉平托选择硬胎，阿隆索选择软胎。
发车
五盏红灯熄灭，拉塞尔在一号弯守住了领跑位置。与此同时，勒克莱尔瞄准一号弯内线，趁机超越加斯利与队友塞恩斯，成功上升两个名次。
而在积分区边缘，竞争也同样相当激烈。劳森和马格努森展开了激烈的争夺，马格努森下降了两个名次。周冠宇在混乱中上升两个名次，位于第十二名。
第一圈过后，场上的前十名分别为：拉塞尔、勒克莱尔、塞恩斯、加斯利、维斯塔潘、诺里斯、角田裕毅、皮亚斯特里、霍肯伯格、汉密尔顿。
第八圈时，先前一直紧跟拉塞尔的勒克莱尔遭到了塞恩斯与维斯塔潘的接连超越，勒克莱尔重新回到了第四的位置。此时拉塞尔已经拉开第二名近4秒的差距。
在下一圈，诺里斯成功超越了加斯利，上升到第五名。
从第十名发车的汉密尔顿也在努力推进，在第九圈超越角田裕毅，上升至全场第七名。
第十圈
在前排的车阵当中，勒克莱尔率先进站换上硬胎。诺里斯紧随其后进站，同样是换上硬胎。出站后，两人的先后顺序没有发生改变。
维斯塔潘在直道上轻松地超越了塞恩斯，成为全场第二名，塞恩斯随后选择进站。与此同时，先前起步违规遭到赛会记录的皮亚斯特里被判处五秒罚时。
许多车手都迎来了第一个换胎窗口，纷纷进站换胎。包括领跑比赛的拉塞尔，出站后，他正好位于尚未进站换胎的队友汉密尔顿身后。一圈后，汉密尔顿进站，拉塞尔重新回到第一。
第十六圈，加斯利的赛车失去动力，不得已选择了进站退赛。
第十八圈，汉密尔顿在直道上开启DRS，试图向勒克莱尔发起进攻，最终未能成功。之后的几圈当中，汉密尔顿一直保持在勒克莱尔的DRS区内。
第二十六圈，车队告知阿尔本需要退赛，阿尔本成为本场比赛第二位退赛的车手。在这次退赛之后，周冠宇向前一位，进入积分区。
塞恩斯认为自己的轮胎已经耗尽，希望能够进站换胎。与此同时，勒克莱尔靠近了塞恩斯，两台法拉利随后交换了位置。
一圈之后，维斯塔潘和汉密尔顿选择再次进站换胎。塞恩斯随后也选择了进站。出站后，他落在了汉密尔顿的身后。
最后二十圈
第三十二圈，汉密尔顿进入了维斯塔潘的DRS区并顺利完成了超越。
勒克莱尔在出站后落在了塞恩斯前面，两者差距不大，塞恩斯迅速完成了反超。此时，梅赛德斯占据一二，维斯塔潘第三，塞恩斯和勒克莱尔分别位于第四和第五。
佩雷兹与劳森、马格努森在过弯时狭路相逢，佩雷兹朝内线果断出击，实现了一超二！
比赛还剩十圈，塞恩斯与勒克莱尔都位于DRS区内，渴望向前方发起进攻。很快，塞恩斯率先出击，超越了身前的维斯塔潘。维斯塔潘被夹在两台法拉利之间。
比赛还剩下不到五圈，维斯塔潘掉出了塞恩斯的DRS区，勒克莱尔成功过掉了前方的维斯塔潘。维斯塔潘重新回到了第五名，但他仍然能够以这个成绩卫冕世界冠军！
佩雷兹也追上了前方的阿隆索，成功进入积分区。
最后时刻，诺里斯进站换上软胎，刷新了最快圈。
伴随着方格旗的挥舞，拉斯维加斯大奖赛正赛圆满结束。梅赛德斯一整个周末表现强劲，成功完成队史第60次一二带回！拉塞尔Pole-to-Win，拿下赛季第二个冠军！汉密尔顿从第十发车，上升八个名次，以第二名的成绩完赛。塞恩斯第三，顺利登上领奖台。勒克莱尔获得第四。
对于维斯塔潘来说，虽然没能登上领奖台，但第五名的成绩已足以让他捧起2024赛季F1车手世界冠军的奖杯！这个赛季对他来说并不轻松，但在本场比赛结束的那一刻，他成为了毋庸置疑的“四冠王”！
第六至第十名：诺里斯、皮亚斯特里、霍肯伯格、角田裕毅、佩雷兹。
值得祝贺的是，本周周冠宇表现亮眼，在比赛的最后时刻超越了科拉平托，最终也成功以第十三名的成绩完赛。