Folosind o strategie cu două opriri la boxe, Fernando Alonso este primul pilot care câștigă două curse în sezonul 2012. În urma unei victorii emoționante pe teren propriu, pilotul de la Ferrari a preluat conducerea în clasamentul general al piloților.
Alonso a plecat in cursa de pe pozitia a 11-a, dar a recuperat 10 pozitii folosind mai intai pneurile P Zero Galben, de compozitie soft, dupa care, la ultima oprire, a trecut pe cele de compozitie medium pentru ultimele 29 de tururi.
Sebastian Vettel, pilotul echipei Red Bull, a plecat din pole position si a luat un avans de 20 de secunde pana cand pe circuit, la jumatatea cursei, a intrat masina de siguranta. Germanul a oprit la boxe si a trecut pe pneuri de compozitie medium cu care spera sa termine cursa, dupa ce pana in acel moment a folosit doar pneurile de compozitie soft. Germanul a ramas lider dupa ultima oprire, dar imediat dupa restart a fost nevoit sa abandoneze din cauza unei probleme tehnice. Alonso, eroul local, a profitat de acest lucru si a trecut in fata, spaniolul profitand si el de neutralizarea cursei pentru a trece pe anvelope de compozitie medium.
Romain Grosjean (Lotus) a avut o strategie similara cu cea a lui Alonso si i-a pus probleme pilotului de la Ferrari pana in turul 40 cand a abandonat si el din cauza unor probleme tehnice. Celelalte doua locuri ale podiumului s-au decis abia in ultimele tururi, dupa un final dramatic, caracterizat de incidente si manevre de depasire. In final, Kimi Raikkonen (Lotus) a terminat pe doi, iar Michael Schumacher (Mercedes) pe 3.
Si Raikkonen a profitat de perioada de neutralizare si a oprit atunci pentru ultimul schimb de pneuri, in timp ce Schumacher a avut o strategie diferita. Locul trei pentru Michael Schumacher – plecat in cursa de pe pozitia a 12-a a grilei si unul dintre cei cinci piloti care au inceput cursa cu pneuri de compozitie medium – este cel mai bun rezultat din acest sezon si primul podium de la revenirea in Formula 1. Inca o data, in Marele Premiu al Europei de la Valencia pe podium au fost trei masini diferite, ambele pilotate de trei fosti campioni mondiali in Formula 1.