Memulai balapan dari posisi kedua, Vettel sempat tergeser ke tempat ketiga usai disalip Romain Grosjean yang menyodok ke posisi terdepan sekaligus menggeser rekan setimnya Mark Webber ke posisi kedua.
Memimpin balapan hingga lap ke-11, Grosjean harus kehilangan posisinya usai memutuskan masuk pit di lap ke-12. Vettel berhasil memanfaatkan hal tersebut untuk ganti menyodok ke tempat terdepan dan mengungguli Webber yang melorot ke posisi ketiga.
Namun, dua lap berselang, Grosjean berhasil mengambil alih posisi terdepan setelah Vettel memutuskan untuk masuk pit. Seusai pit, Vettel berada di tempat ketiga.
Hingga lap ke-20, tiga posisi terdepan belum berubah masih ditempati Grosjean, Webber dan Vettel. Sementara posisi keempat diperebutkan tiga pebalap Daniel Ricciardo, Nick Hulkenberg, Felipe Massa dan Fernando Alonso.
Sabar membuntuti Grosjean di tempat kedua, Vettel akhirnya kembali merebut posisi pertama setelah Grosjean kembali masuk pit di lap ke-30. Tujuh lap memimpin, Vettel memutuskan membelokan mobilnya ke pit, dan posisinya digantikan Mark Webber dan Grosjean di posisi kedua.
Keberhasilan Vettel mengatasi Grosjean di trek lurus lap ke-41 membuatnya berada di belakang Webber. Akhirnya, Vettel kembali jadi yang terdepan setelah rekan setimnya itu masuk pit di lap ke-43.
Di sisa lap, Vettel tak terkejar, sementara di posisi kedua ada Grosjean yang berhasil mengatasi Webber di trek lurus lap pamungkas. Pebalap tim Ferrari Fernando Alonso dan Kimi Raikkonen berada di posisi keempat dan kelima.
Kemenangan ini Vettel semakin kokoh di puncak klasmen pebalap sementara dengan mengumpulkan 297 poin, disusul Fernando Alonso dengan 207 poin, Kimi Raikkonen di tempat ketiga dengan 177 angka, Luis Hamilton di tempat keempat dengan 151 poin dan Mark Webber di posisi kelima dengan 148 poin.
Hasil Lengkap Formula 1 Jepang:
1. Sebatian Vettel Red Bull-Renault 1h37.410s
2. Mark Webber Red Bull-Renault +7.1s
3. Romain Grosjean Lotus-Renault +9.9s
4. Fernando Alonso Ferrari +45.6s
5. Kimi Raikkonen Lotus-Renault +47.3s
6. Nico Hulkenberg Sauber-Ferrari +51.6s
7. Esteban Gutierrez Sauber-Ferrari +1m11.6s
8. Nico Rosberg Mercedes +1m12.0s
9. Jenson Button McLaren-Mercedes +1m20.8s
10. Felipe Massa Ferrari +1m29.2s
11. Paul di Resta Force India-Mercedes +1m38.5s
12. Jean-Eric Vergne Toro Rosso-Ferrari +1 lap
13. Daniel Ricciardo Toro Rosso-Ferrari +1 lap
14. Adrian Sutil Force India-Mercedes +1 lap
15. Sergio Perez McLaren-Mercedes +1 lap
16. Pastor Maldonado Williams-Renault +1 lap
17. Valtteri Bottas Williams-Renault +1 lap
18. Charlies Pic Caterham-Renault +1 lap
19. Max Chilton Marussia-Cosworth +1 lap