Massa si è ritirato in un incidente al via, in cui ha eliminato Liuzzi, mentre i due della McLaren sono finiti in quarta e quinta posizione, con Button che viene favorito da un problema al cambio di Hamilton; con questo risultato sono quarto e quinto nella classifica generale, a 28 e 31 punti da Webber. Sesto Schumacher dopo il ritiro di Rosberg che ha perso una ruota (per lo stesso motivo si era ritirato Kubica mentre era secondo) davanti a Kobayashi autore di una corsa avvincente sulla pista di casa.
Già prima del via, nel giro di schieramento, Di Grassi va a sbattere e così si deve ritirare anticipatamente. Allo start Kubica scatta bene, passa Webber e si piazza dietro a Vettel, mentre Alonso viene superato allo scatto da Button ma recupera la posizione nelle prime curve. Intanto però Petrov urta Hulkenberg nello scartare lateralmente e va a muro, mentre Massa viene costretto sull'erba all'interno della prima curva, perde il controllo e va a speronare Liuzzi. Tutti e quattro sono costretti al ritiro. Entra la safety-car e quando i piloti sono ancora incolonnati si ferma Kubica, che ha perso la ruota posteriore destra: dopo solo tre giri si contano dunque già sei ritiri. Alla fine del sesto giro la safety-car lascia la pista e Vettel continua a condurre, facendo segnare un giro veloce dopo l'altro. Webber cerca di mantenere il contatto, mentre Alonso viene staccato in modo più sensibile ma a sua volta distanzia un po' Button che è seguito da Hamilton.
Ad animare un po' la gara nella prima ventina di giri è Kobayashi, che con entrate molto decise al tornante passa prima Alguersuari e poi Sutil per il nono posto. I cambi gomme iniziano alla fine del 23° giro con Hamilton e Schumacher, poi il giro successivo con Vettel e Alonso, quindi anche gli altri. Così si ritrova al comando Button, che era partito con le hard, davanti a Vettel e Webber, mentre Hamilton spinge a fondo, segnando un giro più veloce in 1'35''563 per cercare di andare ad insidiare la quarta posizione di Alonso. Ma lo spagnolo risponde con 1'35''452 e poi 1'35''214, dimostrando che la Ferrari si trova meglio con le gomme dure. Un duello più ravvicinato è però quello fra Rosberg e Schumacher per la settima posizione, dietro a Kobayashi (che non ha ancora effettuato il cambio gomme).
Button è davanti, ma il suo vantaggio iniziale sui 4 secondi va calando, con Vettel che recupera progressivamente. Ed è al 38° giro concluso che il pilota McLaren si ferma per montare le gomme morbide, con cui effettuare la quindicina di giri rimasti. Si riprende la testa Vettel, che ricomincia a far segnare giri più veloci sul piede di 1'35''. Nel frattempo però pare che Hamilton abbia perso la terza marcia - aver sostituito il cambio non sembra sia stata una mossa felice, considerando anche le posizioni pagate in griglia - e i suoi tempi si alzano. Proprio mentre Button alle sue spalle sta invece cominciando a sfruttare le gomme mobile e fresche, cominciando a stabilire lui i giri più veloci, e non di poco: 1'34''205. Infatti Button raggiunge rapidamente il compagno di squadra, che non oppone resistenza.
Kobayashi attacca nuovamente Alguersuari, stavolta all'esterno, approfittando di un rallentamento: in uscita i due si toccano un paio di volte e danneggiano le vetture, con lo spagnolo costretto ad una sosta ai box, mentre Sutil si ritira con il motore in fumo. Così Kobayashi è 10° e pur con una fiancata quasi a pezzi va all'attacco di Barrichello e Heidfeld, che riesce a superare: una gara davvero ispirata per il giapponese. Ultimo colpo di scena quello di Rosberg che va in testacoda per aver perso la ruota posteriore sinistra. Con Schumacher passato sesto ma troppo distante da Hamilton per insidiarlo, e con Alonso a circa due secondi da Webber che si difende facendo segnare l'ultimo giro più veloce (1'33''474), la gara si avvia alla conclusione senza ulteriori cambi di posizione e dunque con la vittoria bis di Vettel.
La classifica finale del GP del Giappone
1. Sebastian Vettel Red Bull-Renault in 1.30'27"323
2. Mark Webber Red Bull-Renault a 0"905
3. Fernando Alonso Ferrari a 2"721
4. Jenson Button McLaren-Mercedes a 13"522
5. Lewis Hamilton McLaren-Mercedes a 39"595
6. Michael Schumacher Mercedes a 59"933
7. Kamui Kobayashi Sauber-Ferrari a 1'04"038
8. Nick Heidfeld Sauber-Ferrari a 1'09"648
9. Rubens Barrichello Williams-Cosworth a 1'10"846
10. Sebastien Buemi Toro Rosso-Ferrari a 1'12"806
11. Jaime Alguersuari Toro Rosso-Ferrari a 1 giro
12. Heikki Kovalainen Lotus-Cosworth a 1 giro
13. Jarno Trulli Lotus-Cosworth a 2 giri
14. Timo Glock Virgin-Cosworth a 2 giri
15. Bruno Senna HRT-Cosworth a 2 giri
16. Sakon Yamamoto HRT-Cosworth a 3 giri
17. Nico Rosberg Mercedes GP a 6 giri
Ritirati
Adrian Sutil Force India-Mercedes
Robert Kubica Renault Nico Hulkenberg Williams-Cosworth
Felipe Massa Ferrari
Vitaly Petrov Renault
Tonio Liuzzi Force India-Mercedes
Lucas di Grassi Virgin-Cosworth Giro più veloceMark webber in 1'33"474 alla media di 223,605 km/h Classifica campionato piloti
01 Mark Webber 220 punti
02 Fernando Alonso 206
03 Sebastian Vettel 206
04 Lewis Hamilton 192
05 Jenson Button 189
06 Felipe Massa 128
07 Nico Rosberg 122
08 Robert Kubica 114
09 Michael Schumacher 54
10 Adrian Sutil 47
11 Rubens Barrichello 41
12 Kamui Kobayashi 27
13 Vitaly Petrov 19
14 Nico Hulkenberg 17
15 Vitantonio Liuzzi 13
Classifica campionato Costruttori
01 Red Bull-Renault 426 punti
02 McLaren-Mercedes 381
03 Ferrari 334
04 Mercedes GP 176
05 Renault 133
06 Force India-Mercedes 60
07 Williams-Cosworth 58
08 BMW Sauber-Ferrari 37
09 STR-Ferrari 11
10 Lotus-Cosworth 0