Akár a bajnokságért harmadik éve hadakozó Mercedes-páros közti 12 pontnyi különbséget is szimbolizálhatta az a néhány méter, ami az évad utolsó helyszínén, Abu-dzabiban fennállt Hamilton és Rosberg között a startot megelőzően. A zöld jelzésre a hátrányban lévő brit címvédő, s trónkövetelő csapattársa is mintaszerűen indult el, a mezőnyben csupán egyetlen baleset történt, Max Verstappen ütközött Nico Hülkenberggel.
Hamilton kezdetben bár a mezőny élén, senkitől nem zavartatva többször megfutotta a verseny leggyorsabb körét, – amint arra számítani lehetett – nem diktált irdatlan tempót, így mielőtt a 8. körben lágy keverékű abroncsokra váltott, másfél másodperccel haladt Rosberg előtt. Egy körrel később a listavezető is a depóba hajtott. Az élbolyból a Red Bullt vezető Daniel Ricciardo is cserélt, a felzárkózó Verstappen viszont nem, így a holland átmenetileg beékelődött a versenyt vezető Hamilton és Rosberg közé.
Miközben az első szervizelések után is Rosbergnek állt a zászló, egy bajnok karrierje csendben véget ért: a pályafutása utolsó versenyén induló Jenson Button versenygépén eltört a jobb első keréktengely, így 2009 világbajnoka kiállni kényszerült.
A folytatásban állandósulni látszott az éllovas Hamilton és a harmadik Rosberg közti differencia, mígnem a huszadik körben Rosberg megelőzte Verstappent. Rosberg ezt követően olyannyira „begyújtotta a rakétákat”, hogy mire a Mercedes párosa a 29. és a 30. körben újabb kerékcserét hajtott végre, gyakorlatilag eltűnt Hamilton korábban felépített előnye. Némileg tudatosan vett vissza a brit: számára ugyanis egyre inkább az látszott célravezető taktikának, ha feltartja csapattársát, ezzel lehetőséget teremtve a mögötte haladó üldözőknek arra, hogy támadják a németet, azaz pontokat "raboljanak" tőle. A kerékcserék közti kavarodásnak köszönhetően átmenetileg Vettel vezette a mezőnyt, a mögötte következő Hamilton és Rosberg alig több mint egy másodpercnyi különbséggel követte egymást.
Ez a különbség egészen a futam végéig megmaradt a felek között, Hamiltont csapata többször figyelmeztette, hogy nyilvánvaló taktikázásával nemcsak saját, hanem az istálló sikerét is veszélybe sodorja. A brit minderről nem vett tudomást, így az összetorlódó élmezőnyt alkotó négyes között csupán 3,1 másodpercnyi különbség volt öt körrel a vége előtt.
Az élmezőnyből egyedüliként szuperlágy abroncsokkal versenyző Vettel szép manőverrel megelőzte Verstappent, így ő támadhatta Rosberget – az 53. körben Hamilton, Rosberg és Vettel között már csak másfél másodperc volt! Hamilton az utolsó szalmaszálba kapaszkodott akkor, amikor éllovasként úgy befolyásolta a verseny alakulását, hogy a végjátékban támadási lehetőséget biztosított az üldözőknek, ezzel azonban a csapat legfelsőbb vezetésénél is „kihúzta a gyufát”: a ritkán rádiózó Paddy Lowe technikai igazgató ingerülten utasította gyorsulásra a pilótát.
Az utolsó métereken Vettel már nem tudta megtámadni a bajnokaspiráns Rosberget, mindez azt jelentette, hogy Hamilton hiába nyert, Rosberg ötöt megőrzött 12 pontnyi előnyéből, így a csapatrádión őt köszönthették világbajnokként – pályafutása során először. A szintén búcsúzó Felipe Massa kilencedikként zárt.
1. Hamilton (Mercedes) 1:38.04.013, 2. Rosberg (Mercedes) +0,439 másodperc hátránnyal, 3. Vettel (Ferrari) +0,843 mp. h., 4. Verstappen (Red Bull) +1,685 mp. h., 5. Ricciardo (Red Bull) +5,315 mp. h., 6. Raikkönen (Ferrari) +18,816 mp. h., 7. Hülkenberg (Force India) +50,114 mp. h., 8. Pérez (Force India) +58,776 mp. h., 9. Massa (Williams) +59,436 mp. h., 10. Alonso (McLaren) +59,896 mp. h.
A sportág harmadik német világelsője tiszteletköre végén látványos gumiégetéssel ünnepelt, miután kiszállt versenyautójából, társai sportszerűen gratuláltak neki. Így tett az ezúttal legyőzött Hamilton is, aki a pódiumon állva elmondta: nem lehet mindig nyerni, s büszkeséggel tölti el, hogy veszett helyzetben is a végsőkig harcban volt a bajnokságért.
Érthető módon a dobogón ezúttal a másodikként leintett Rosbergnek jutott a legtöbb rivaldafény, aki könnyekig hatódva nyilatkozott. „A valaha volt legizgalmasabb futamom volt, egyáltalán nem élveztem. Nagyon örülök, hogy végre vége van, extázisban érzem magam. A feleségemnek és a kislányomnak ajánlom a diadalt” – nyilatkozta. „Gratulálok Lewisnak, nagyon nehéz volt ellene küzdeni, kemény rivális volt” – méltatta csapattársát a Forma-1 újdonsült egyéni világbajnoka.
A hivatalos ceremónia után aztán kezdetét vette a féktelen ünneplés az arab éjszakában: Rosberg a helyszínre érkező 1982-es bajnok édesapjával, a futamot a Mercedes garázsában végignéző édesanyjával és feleségével, illetve csapatával ünnepelte sikerét.