Em uma corrida conturbada por vários incidentes logo na primeira volta, duas bandeiras vermelhas; relargadas do grid e 8 abandonos, Lewis Hamilton venceu o GP da Toscana, na comemoração do 1000ªº GP da Ferrari completando o hat trick (barba, cabelo e bigode), com a pole position e a volta mais rápida. Com o tempo de 2h19m35s060. Foi a 6ª vitória do piloto inglês em 9 corridas da temporada e a 90ª da carreira ficando, agora, a apenas um triunfo para se igualar a Michel Schumacher. Foi também o 17º hat trick; a 96ª volta mais rápida; o 108º pódio e 42ª corrida consecutiva na zona de pontuação. A mais rápida foi conseguida na penúltima volta, com o tempo de 1m19s647.
Valtteri Bottas, que chegou a ultrapassar o companheiro, terminou em segundo na 56ª dobradinha da Ferrari, a 4s880 do vencedor. Alexander Albon, da Red Bull, com bom ritmo nas voltas finais, foi terceiro colocado, a 8s064 de Hamilton, e subiu ao pódio pela primeira vez, ganhando a disputa com Daniel Ricciardo e Lance Stroll. Pela primeira vez no campeonato, os dois pilotos da Ferrari conseguiram pontuar, com Charles Leclerc em 8º e Sebastian Vettel em 10º. Os outros pontuadores foram Daniel Ricciardo (4º), Sergio Perez (5º), Lando Norris (6º), Daniil Kvyat (7º), e Kimi Raikkonen (9º).
Devido as paralisações e bandeiras vermelhas, a direção da prova não respeitou o regulamento que determina o encerramento depois de duas horas de corrida. Também excepcionalmente 3,000 pessoas viram a prova nas arquibancadas do autódromo de Mugello. Lewis Hamilton, na sua campanha contra o racismo subiu ao pódio com uma camisa preta e a inscrição em branco: “Prendam os policiais que mataram Breonna Taylor”. A americana de 26 anos, foi morta a tiros por policiais de Louisville em 13 de março de 2020.
Antes da corrida, a Ferrari fez comemorações pelo milésimo grande prêmio, incluindo a pintura grená dos carros e uma volta na pista de Mike Schumacher no carro que o pai dirigiu em 2004 e conquistou seu sétimo e último título de campeão.
Na largada. Bottas surpreendeu Hamilton e saltou para a primeira posição que manteve até a 9ª volta; Leclerc pulou da 5ª para 3ª posição; George Russell da 18ª para a 11ª e Vettel cai para último. Na curva dois, pelo menos quatro carros se chocaram e causaram o primeiro incidente da prova. Raikkonen bateu na traseira de Gasly e o tirou da pista. Em seguida, Verstappen rodou e ficou preso na brita, provocando entrada do safety car. O carro da segurança saiu na 6ª volta, quando os 10 primeiros eram Bottas, Hamilton, Leclerc, Albon, Stroll, Ricciardo, Perez, Norris, Kvyat e Ocon. Na volta 9, um espetacular acidente na reta, envolvendo Giovinazzi, Carlos Sainz, Magnussen, Grosjean e Latifi provocou e primeira bandeira vermelha. Os carros foram para pit lane e Hamilton e Bottas trocaram os pneus macios pelos médios. Na relargada, cerca de 15 minutos depois, mas ainda na volta 10, Hamilton passa por Bottas, por fora na curva San Donato e é seguido por Leclerc, Stroll, Perez, Ricciardo e Albon.
Entre as voltas 15 e 19 houve várias trocas de posições, com Ricciardo de asa aberta e aproveitando o vácuo passou por Perez, para ser 5º; Stroll ultrapassou Leclerc, por fora e assumiu o 3º lugar; Albon passou por Perez, para ser 6º; Ricciardo superou Leclerc e passou a 4º e Albon, por fora também tomou a posição de Leclerc. No final da volta 20, os 5 primeiros eram Hamilton, Bottas, Stroll, Ricciardo e Albon, com o líder mantendo sempre uma vantagem de 2 segundos sobre o segundo. Na 21, Hamilton aumenta a vantagem para mais de 2 segundos. Na 25, Ricciardo pressiona Stroll, mas, na 28, é ultrapassado por Albon.
Na volta 29 começam as paradas pata troca de pneus. Bottas coloca pneus duros e volta em 3º, cedendo o posto a Albon. Hamilton para na mesma volta, também põe pneus duros e volta na liderança, graças a vantagem sobre Albon, que para na 33 e devolve a 2ª colocação a Bottas, a 6s399 do líder. Na volta 44, Stroll, com um pneu furado causou um novo acidente na Arrabiata 2, obrigando a entrada do carro de segurança e, posteriormente, na volta 4, devido aos danos na barreira de pneus, o estabelecimento da segunda bandeira vermelha. É o primeiro GP desde o do Brasil, em 2016, a ter duas bandeiras vermelhas.
Na parada, Hamilton troca os compostos médios por macios e na 2º relargada, na volta 47, mantém a liderança, Bottas perde a posição para Ricciardo, mas a recupera na volta seguinte e na 51, Albon passou por Ricciardo para garantir o lugar no pódio, enquanto Leclerc e Vettel entram para zona de pontuação. Não satisfeito com a pole e a vitória, Hamilton ainda se dá ao luxo de, na 58 e penúltima, fazer a volta mais rápida e completar o hat trick na 51, 1m18s833.
A classificação final do GP da Toscana ficou assim:
| Posição | Piloto | Equipe | Tempo |
| 1º | Lewis Hamilton | Mercedes | 2h19m35s060 |
| 2º | Valtteri Bottas | Mercedes | a 4s880 |
| 3º | Alexander Albon | Red Bull | 8s064 |
| 4º | Daniel Ricciardo | Renault | 10s417 |
| 5º | Sergio Perez | Racing Point | 15s650 |
| 6º | Lando Norris | McLaren | 18s883 |
| 7º | Daniil Kvyat | AlphaTauri | 21s756 |
| 8º | Charles Leclerc | Ferrari | 28s345 |
| 9º | Kimi Raikkonen | Alfa Romeo | 29s770 |
| 10º | Sebastian Vettel | Ferrari | 29s983 |
| 11º | George Russell | Williams | 32s404 |
| 12º | Romain Grosjean | Haas | 42s936 |
| Não completaram | |||
| Lance Stroll | Racing Point | 42 – acidente | |
| Esteban Ocon | Renault | 7 – freios | |
| Nicholas Latifi | Williams | 6 – colisão | |
| Kevin Magnussen | Haas | 6 – colisão | |
| Antonio Giovinazzi | Alfa Romeo | 5 colisão | |
| Carlos Sainz | McLaren | 5- colisão | |
| Max Verstappen | Red Bull | 1-colisão | |
| Pierre Gasly | AlphaTauri | 1 – colisão | |
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