O piloto de 19 anos largou na pole position, mas perdeu posições logo no início e caiu para sexto. Ainda assim, conseguiu se recuperar ao longo da prova e cruzou a linha de chegada com 13,7 segundos de vantagem sobre o australiano Oscar Piastri, da McLaren.
O monegasco Charles Leclerc, da Ferrari, completou o pódio. O britânico George Russell, companheiro de equipe de Antonelli, terminou na quarta colocação. Já o atual campeão mundial, Lando Norris, ficou em quinto com a outra McLaren, à frente do heptacampeão Lewis Hamilton, da Ferrari.
A vitória em Suzuka veio na sequência do triunfo na etapa da China e garantiu a Antonelli uma vantagem de nove pontos sobre Russell na classificação geral.