La pluie tombée avant le départ avait laissé une piste particulièrement humide, provoquant plusieurs incidents dès les premiers virages. Les Genesis, qualifiées aux première et troisième places, ont rapidement perdu tout espoir de victoire. André Lotterer a notamment rencontré des difficultés avec le contrôle de traction, tandis que Dani Juncadella a multiplié les erreurs.

Alpine n'a pas davantage été épargnée, la n°35 étant envoyée en tête-à-queue dès le premier virage. Toyota a parfaitement profité de cette confusion pour installer ses deux Hypercars aux avant-postes et prendre le contrôle de la course.

Les deux équipages japonais ont ensuite maîtrisé les débats jusqu'au drapeau à damier. Déjà vainqueurs à Fuji en septembre, Buemi, Hartley et Hirakawa ont signé un nouveau succès important, portant leur avance à 17 points sur leurs équipiers de la n°7 au championnat des Pilotes.

Derrière les deux Toyota, la Ferrari n°50 d'Antonio Fuoco, Miguel Molina et Nicklas Nielsen a décroché la troisième place après une course solide. La Cadillac n°38 a terminé quatrième, devant la Ferrari privée n°83. En revanche, la Ferrari officielle n°51 a connu une journée difficile, marquée par plusieurs erreurs et pénalités, pour finalement se classer quinzième.

Chez Alpine, les espoirs de podium ne se sont pas concrétisés. La n°36 de Jules Gounon et Victor Martins a tenté une stratégie décalée, mais un dernier arrêt tardif, vraisemblablement lié à une crevaison lente, l'a reléguée à la neuvième place. La n°35, pénalisée par son incident au départ, a néanmoins réussi à terminer dixième, permettant aux deux Alpine de repartir avec des points.

Peugeot a également vécu une course compliquée. Malgré un excellent relais de trois heures réalisé par Paul di Resta sur la n°93, les deux 9X8 ont manqué de performance pour intégrer le top 10. Elles ont terminé douzième et treizième.

Toyota quitte ainsi Barcelone avec un doublé, un huitième titre mondial des Constructeurs et une position particulièrement favorable dans la lutte pour le championnat des Pilotes. Après leur deuxième victoire consécutive, Buemi, Hartley et Hirakawa aborderont la dernière manche avec 17 points d'avance sur leurs seuls rivaux encore en lice, leurs propres équipiers.