3月25日現地時間午後4時、オーストラリアGP決勝が行なわれた。昼間には雲が垂れ込め小雨がパラつく時間帯もあったものの、決勝は快晴の天候の下で迎えた。強い陽射しが降り注ぎ、気温は24度、路面温度は38度というコンディションでのスタートとなった。
予選Q3でクラッシュを喫したバルテリ・ボッタスはギヤボックス交換のため5グリッド降格ペナルティを課され15番グリッド、ダニエル・リカルドはFP2の赤旗時の走行ペースが規定より速すぎたため3グリッド降格を受け8番グリッドからのスタート。Q2をスーパーソフトで通過したレッドブル勢、ウイリアムズ勢、ザウバー勢、ブレンドン・ハートレーがスーパーソフトでスタートに臨む。
ルイス・ハミルトンは好発進でトップを守り、キミ・ライコネン、セバスチャン・ベッテルがこれに続く。後方ではケビン・マグヌッセンが4番手に浮上し抜かれたマックス・フェルスタッペンが逆襲をかける。ロマン・グロージャン、ニコ・ヒュルケンベルグ、リカルドとグリッド順通りに続き、トロロッソ・ホンダ勢はピエール・ガスリーが好発進ですぐに前の2台をパスし16位に浮上したのに対し、ハートレーはターン1でロックさせてフラットスポットを作ってしまい1周目にピットイン。ソフトタイヤに交換してここから無交換で最後まで走り切る作戦に出る。
5周目にはリカルドがターン13でヒュルケンベルグを抜いて7位に上がると、セルゲイ・シロトキンはブレーキトラブルでストップ。6周目にはマーカス・エリクソンがハイドロ系トラブルに見舞われたようでギヤシフトとパワーステアリングを失ってピットに戻りリタイア。
その間に首位ハミルトンはファステスト連発の走りで2位ライコネンとの差を2.6秒にまで広げ、ベッテルはタイヤを守るためか1.7秒ほどの距離を置いて走る。ボッタスは9周目のターン1で前のエステバン・オコンがラインを乱した隙を見のがさずターン3でパスし13位へ。
ストレートが伸びないためなかなかマグヌッセンを攻略できないフェルスタッペンは、10周目のターン1でイン側縁石に引っかけてスピンしポジションを3つ落としててしまう。
10周目あたりからハミルトンのペースが鈍り、逆にフェラーリ勢は前とのギャップを縮めるよう指示されファステストラップを塗り替えながら追いかけていく。しかしハミルトンも粘り2.5秒以内には近付けさせない。
14周目、ターン12出口の縁石を乗り越えたところでガスリーがリヤから白煙を上げてスローダウン。そのままピットに戻りリタイアとなってしまった。
18周目に2位ライコネンがピットインしソフトタイヤに交換すると、ハミルトンはこれをすぐにカバーして翌周ピットインしてこちらもソフトに換えてライコネンの前でコースに戻る。ハミルトンは首位に浮上したベッテルの12.7秒後方で安全圏をキープしていく。ベッテルはステイアウトしてハミルトンよりも遅いペースで走り続ける。
カルロス・サインツJr.は22周目のターン9で飛び出しマクラーレン勢に抜かれてピットインを済ませる。4位を走るマグヌッセンは22周目にピットインしたが左リヤが締まる前に送り出してしまい、ターン4にマシンを止める。さらに24周目にピットピンしたグロージャンも同じようにターン2出口でストップ。ここまで好調に上位を走っていたグロージャンは頭を抱えて怒りを露わにする。
これでバーチャルセーフティカー(VSC)が導入され、この間にベッテルがピットイン。このアドバンテージによってベッテルはハミルトンの前に戻り首位をキープしてしまった。同じくVSC中にピットインを済ませたリカルド、アロンソはポジションを上げてそれぞれ4位、6位へと浮上を果たした。
ターン1ではアロンソの前に出たフェルスタッペンだったが、ピット出口では0.1秒後方にいたためFIAからの指示より順位を譲る。これで上位は首位ベッテル、2位ハミルトン、3位ライコネン、4位リカルド、5位アロンソ、6位フェルスタッペン、7位ヒュルケンベルグ、8位ストフェル・バンドーン、9位ボッタス、10位サインツの順となる。2回目のピットストップを行なったハートレーは周回遅れを取り戻すが最後尾15位は変わらない。
VSCに続いてセーフティカー先導に切り替わり、レースは32周目に再開。ハミルトンはパワーユニットのオーバーヒート傾向を抱えコンサバティブなパワーユニットのモードを使いながらもベッテルと一進一退の攻防を繰り広げていく。後方ではライコネンとリカルドの3位争い、アロンソとフェルスタッペンの5位争いも過熱するが、追い抜きが難しいアルバートパークだけになかなかオーバーテイクのチャンスは巡ってこない。
ハミルトンはパワーユニットの温度をコントロールしながらも時折猛烈なプッシュを見せるものの、47周目のターン9ではタイヤをロックアップさせ僅かにコースオフしギャップはまた3秒弱まで広がってしまう。それでもハミルトンは諦めることなく再びプッシュしベッテルとの差を縮めていく。
しかし残り5周を切ったところでハミルトンは「リヤがタレていている」と訴えペースが落ちる。逆にレッドブル勢はレース最終盤にパワーを残してアタックを仕掛けていく。
結局ベッテルはそのままハミルトンを寄せつけることなく5秒の差を付けてトップでチェッカードフラッグを受け、2018年開幕戦を制した。後続も順位は変わらず2位はハミルトン、3位ライコネン、4位リカルド。5位にはフェルスタッペンを抑え切ったアロンソが入り、7位以下はヒュルケンベルグ、8位ボッタス、9位バンドールン、10位サインツのトップ10となった。トロロッソはハートレーが15位のままチェッカーを受けるのが精一杯だった。