A rajt vesztese a pocsékul induló, több pozíciót veszítő Max Verstappen volt, ellenben a pályafutása 200. futamát teljesítő, első rajtpozícióból induló német autóversenyző a start után is megőrizte éllovas pozícióját. A száguldást kisvártatva a biztonsági autó pályára küldése fékezte meg, miután az indulásnál Carlos Sainz és Nico Hülkenberg ütközése miatt utóbbi versenyző autójának roncsa akadályként éktelenkedett a célegyenesben.
Az újraindítást követően Rosberg magabiztosan építette előnyét, a mögötte haladó Ricciardót kezdetben támadó Hamilton nem tudott felzárkózni csapattársa mögé. Némi változást a szombati időmérő után már körvonalazódó taktikai felállásoknak megfelelően az első kerékcserék hoztak, ugyanis az ultralágy abroncsokkal startoló Mercedes-páros lágy szettet kapott, míg Ricciardo és csapata kitartott a szuperlágy összetételű mellett.
Az élmenők eltérő stratégiája további izgalmakat vetített előre, a cserék után azonban Rosberg növelni tudta előnyét, míg Hamiltonra a finn Kimi Raikkönen jelentett veszélyt.
A cserék második fordulóját az élen a Red Bull ausztrálja nyitotta féltávnál, aki lágy keverékű gumikat kapott a 31. körben. Két fordulóval később hasonlók kerültek fel a Mercedesekre és az időközben Hamilton elé vágó Raikkönen autójára is. A finn csapattársa, a mezőny végéről induló Sebastian Vettel ekkor már pontszerző helyen haladt.
A körvonalazódó csata tetőpontjához közeledve 45. körben szuperlágy abroncsokra váltó Hamilton a kivezető körén olyan tempót tudott autózni, mellyel maga mögé utasította az egy körrel később kiálló Raikkönent. Utánuk hamarosan Ricciardo is a depóba hajtott. Elméletben a másodikként köröző Red Bull-pilótához képest látványosan lelassuló Rosberg kiállása következett volna, a versenyző azonban csapatával egyetértésben úgy döntött, hogy két cserével teljesíti a versenytávot.
A Red Bull számításai szerint a friss gumikon – kezdetben körönként 2,5 másodperccel – gyorsabb Ricciardo az utolsó körökben felzárkózhatott volna a németre, ez azonban ténylegesen csak az utolsó kilométerekben történt meg: ekkor már nem tudott előzést megkísérelni az üldöző, ami a Mercedes istálló számításait igazolta. Vettel végül ötödikként ért célba, de pontszerző helyen haladt át a célvonalon Verstappen is.
Idénybeli nyolcadik győzelmével Rosberg újra a világbajnoki pontlista élére száguldott. A szezonból hat futam maradt, a következő versenyt kettő hét múlva Malajziában rendezik.
A 61 körös Szingapúri Nagydíj pontszerzői: 1. Rosberg (1:55.48.950-es idővel), 2. Ricciardo (0,488 másodperc hátrány), 3. Hamilton (8,038 mp.h.), 4. Raikkönen (10,219 mp.h.), 5. Vettel (27,694 mp.h.), 6. Verstappen (71.197 mp.h.), 7. Alonso (89,198 mp.h.), 8. Pérez (111,062 mp.h.), 9. Kvyat (111,557 mp.h.), 10. Magnussen (119,952 mp.h.).
A világbajnokság élmezőnye 15 futam után. Pilóták: 1. Rosberg 273 pont, 2. Hamilton 265, 3. Ricciardo 179, 4. Vettel 153, 5. Raikkönen 148. Konstruktőrök: 1. Mercedes 538 pont, 2. Red Bull 316, 3. Ferrari 301.