Aprovechando el caos y los bloqueos en la curva 1, Oliver Rowland, de Nissan e.dams, pasó del cuarto al segundo lugar y quedó detrás del piloto de Mahindra Racing, Pascal Wehrlein, quien lideraba la carrera. Desde el último lugar, Sam Bird, de Envision Virgin Racing, se adelantó tres lugares hasta el 19.
A menos de cinco minutos del inicio, Nelson Piquet Jr, de Panasonic Jaguar Racing, chocó con la parte trasera del campeón reinante Jean Eric Vergne (DS Techeetah) al ingresar a la curva 14, lo que causó que su automóvil saliera disparado sobre el de JEV y chocara la barrera del otro lado de la chicana formada por las curvas 14, 15 y 16. Asustado, Piquet Jr salió de su I-Type 3 destruido y subió al automóvil médico. La aparición de la bandera roja marcó el regreso de los automóviles a los talleres para que se retiraran de la pista los restos del automóvil, lo que les dio tiempo a los equipos para reparar los automóviles dañados.
Con el reloj en cuenta regresiva durante la bandera roja, se agregaron 26 minutos para compensar el tiempo de inactividad. Cuando los automóviles salieron de la calle de boxes detrás del automóvil de seguridad, el reloj se reinició con 40 minutos restantes de carrera.
Poco después de que se reiniciara la carrera, Antonio Felix da Costa, de BMW i Andretti Motorsport, que iba en quinto lugar, atacó a Sebastien Buemi, de Nissan e.dams, en un intento por adelantarse al cuarto lugar. A la par en la curva 15, Buemi detuvo a da Costa. Con 31 minutos restantes, todos, menos Daniel Abt (Audi Sport Abt Schaeffler) y Alex Sims (BMW), ya habían usado al menos uno de sus dos MODOS ATAQUE permitidos. Para la carrera en Ciudad de México, los pilotos pueden usar el aumento de potencia en la carrera dos veces durante un total de cuatro minutos por vez.
A la cabecera, Pascal Wehrlein lideró con Rowland y di Grassi muy cerca por detrás en segundo y tercer lugar, respectivamente. Más atrás, Vandoorne tuvo que ser indagado por usar su FANBOOST demasiado pronto y también por usar demasiada energía, por lo que recibió una penalización de pasada por boxes y el novato belga recibió una penalización de cinco segundos.
Cuando restaban solo nueve minutos para la final, di Grassi intentó ganarse el segundo lugar haciendo uso de un MODO ATAQUE de último minuto. Siguiendo su ejemplo, Rowland también usó la potencia en la vuelta siguiente, al igual que su compañero de equipo Buemi, que iba en cuarto lugar. En busca de un lugar en el podio, di Grassi logró quedar segundo y dejó a Rowland tercero antes de Buemi, quien quedó en cuarto lugar.
Desesperado por la victoria, di Grassi seguía muy de cerca a Wehrlein, usando su energía extra para frenar en la línea de partida/llegada. Buemi y Roland, con tan solo un 2 % de energía restante y cuando faltaban dos vueltas para la final, cayeron a último lugar. Wehrlein, después de haber agotado su energía para defenderse de di Grassi, se quedó al cero por ciento a pocos metros de la línea de llegada. Di Grassi lo pasó por adentro para llevarse la victoria por un pelo y dejó al piloto de Mahindra en segundo lugar y a da Costa en tercero. Pero, como recibió una penalización de cinco segundos, Wehrlein perdió el lugar en el podio, y da Costa se quedó con el segundo lugar y Edoardo Mortara, de Venturi, en tercero