La carrera comenzó con una buena largada de Senna, manteniendo el liderazgo seguido de Mansell, quien rebasó a Patrese antes de la primera curva. Los seguían Alesi, Prost y Berger. Tras un par de vueltas, Senna defendía la primera posición de una feroz persecución por parte de Mansell, ambos acumulando una distancia significativa respecto del resto de los pilotos.

En un intento por no quedar demasiado atrás de Piquet, Prost entró a los pits a cambiar neumáticos en la vuelta 17. Mansell entró a los pits en la vuelta 24, pero una pésima parada de más de 14 segundos lo dejó en quinto lugar. Senna paró en la vuelta 26, manteniendo el primer lugar seguido de Patrese. Para la vuelta 27, Mansell había ascendido al tercer lugar, retomando el segundo tras que Patrese cambiase neumáticos en la vuelta 28.

Para la vuelta 29, Senna mantenía una ventaja de 7,26 segundos por sobre Mansell. Mansell siguió persiguiendo a Senna hasta que uno de los neumáticos de su Williams se pinchase producto de escombros en la pista, obligando al inglés a hacer un nuevo cambio de gomas en la vuelta 50. Éste percance volvió a dar una ventaja a Senna de más de 34 segundos por sobre Mansell.

No mucho después de la parada de Mansell, la caja de cambios del McLaren de Senna empezó a fallar. El brasileño perdió la cuarta marcha, debiendo pasar de tercera a quinta de forma directa. Ello redujo su ritmo de forma significativa, permitiendo a Mansell acercarse a Senna tras marcar varias vueltas rápidas consecutivas. La distancia entre ambos se redujo a 21 segundos para la vuelta 57, permitiendo suponer que de seguir así Mansell superaría a Senna antes del final de la carrera. No obstante, la caja de cambios de Mansell también empezó a presentar problemas, lo que ocasionó que éste sufriera un trompo en la vuelta 59, retirándose de la carrera.

Partese volvió al segundo lugar después de Senna, quien lideraba la prueba por 40 segundos en la vuelta 60. La nueva ventaja de Senna se vio amenazada rápidamente debido al buen ritmo de Patrese y a los problemas en la caja de cambios del McLaren. Con sólo un par de vueltas restantes, Senna había perdido la quinta y tercera marchas, lo que forzó al piloto brasileño a seguir la carrera en sexta marcha debiendo mantener la palanca de cambios en su lugar a la fuerza so pena de que su monoplaza se detuviese. La dramática caída en el rendimiento de Senna parecía inexplicable para el público y varios comentaristas, con excepción de James Hunt, quien supuso correctamente que se trataba de un problema con transmisión de su vehículo. La cámara onboard de Senna lo confirmaría más tarde al demostrar que dejó de cambiar de marchas en absoluto en el último par de vueltas.

La diferencia entre Senna y Patrese cayó a menos de 10 segundos para la vuelta 67. Quedando tan sólo dos vueltas para el final, la ventaja de Senna era de alrededor de 4 segundos, la que se veía nuevamente amenazada por la lluvia que empezaba a caer sobre Interlagos (Senna había realizado sólo una parada y sus neumáticos estaban muy desgastados).

Senna terminó la carrera superando a Patrese por 2,9 segundos. Después de cruzar la línea de meta, Senna empezó a gritar de emoción tras lograr vencer en Brasil por primera vez. Al detener su monoplaza, no consiguió bajarse por cuenta propia, producto de la fiebre y calambres causados por el esfuerzo físico de mantener su McLaren bajo control. Ayrton debió ser trasladado a los boxes en un coche médico. En el podio, Senna alzó el trofeo de primer lugar visiblemente adolorido.

• Vuelta rápida: Nigel Mansell 1:20.436.