Po zakończeniu okrążenia rozgrzewającego Olivier Panis zgłosił zgaśnięcie silnika w swoim bolidzie i procedura startowa została przerwana. Z tego względu dystans wyścigu został skrócony o jedno okrążenie (do 77 kółek), a kierowcę Toyoty najprawdopodobniej czekał start z końca stawki. W istocie tak właśnie się stało, chociaż głównie dlatego, że Francuz nie zdołał ruszyć do kolejnego okrążenia rozgrzewającego i jego bolid został zapchany do boksów. Tym razem wyścig rozpoczął się już bez przeszkód.

Kierowcy Renault – Jarno Trulli i Fernando Alonso wystartowali bardzo dobrze i niezagrożeni zmierzali w kierunku pierwszego zakrętu na czołowych pozycjach. Tymczasem Jenson Button, który został wyprzedzony przez Alonso, musiał jeszcze zatroszczyć się o to, aby nie zostać wyprzedzonym przez atakujących go po obydwu stronach partnera z zespołu B.A.R – Takumę Sato i Kimi Raikkonena (McLaren). Sztuka ta powiodła się Brytyjczykowi i w ten sposób ograniczył się do straty tylko jednej pozycji. Sato musiał zadowolić się czwartą pozycją, ale i tak nie miał specjalnie powodów do narzekań, gdyż tuż po starcie wyprzedził ociężale startujących kierowców Ferrari, a na pierwszym zakręcie także i Raikkonena, tak więc w sumie zyskał trzy miejsca. Z kolei Raikkonen nie stracił w sumie ani jednego miejsca, gdyż jemu również udało się wyprzedzić Michaela Schumachera, który ostatecznie wylądował na szóstej pozycji. Tuż za Niemcem znalazł się jego partner z zespołu Ferrari – Rubens Barrichello, a na kolejnych dwóch pozycjach utrzymali się David Coulthard (McLaren) i Juan Pablo Montoya (Williams).

Mark Webber był kolejnym po Alonso i Sato kierowcą, który zyskał na starcie. Kierowca Jaguara wyprzedził Giancarlo Fisichellę (Sauber) i w ten sposób awansował do pierwszej dziesiątki. Tuż za Włochem na 12 pozycji znalazł się Cristiano da Matta. Brazylijczyk oprócz skorzystania z problemów swojego partnera z Toyoty – Panisa, podczas startu wyprzedził Ralfa Schumachera (Williams) i Christiana Kliena (Jaguar), zyskując w sumie trzy miejsca. Klien został dodatkowo wyprzedzony przez Felipe Massę (Sauber) oraz Nicka Heidfelda (Jordan) i ostatecznie wylądował na 16 pozycji, a tuż za nim znalazł się drugi kierowca Jordana – Giorgio Pantano. Zaraz za pierwszym zakrętem stawkę zamykali kierowcy Minardi – Gianmaria Bruni i Zsolt Baumgartner oraz Panis, który z około 10-sekundowym opóźnieniem wystartował z boksów. Francuz w chwilę później dopadł Węgra i korzystając z jego problemów przesunął się na przedostatnią pozycję.

Tuż przed ostrym wirażem Mirabeau Klien próbował wyprzedzić Heidfelda, ale niestety nie obyło się bez kolizji, w wyniku której uszkodzeniu uległ przedni spojler w bolidzie prowadzonym przez Austriaka. Naderwane skrzydło w chwilę później dostało się pod koła, uniemożliwiając Klienowi pokonanie najwolniejszego zakrętu na torze Monako – Grand Hotel Hairpin. W efekcie kierowca Jaguara pojechał prosto w bandę i ze względu na uszkodzenie zawieszenia musiał wycofać się z wyścigu. Na drugim okrążeniu Raikkonen próbował wyprzedził Sato zaraz za tunelem, ale Japończyk zablokował wewnętrzny tor jazdy i szykanę pokonał jako pierwszy. Co ciekawe z tyłu jego bolidu w czasie hamowania pojawiały się niewielkie ilości dymu. Była to niestety zapowiedź awarii silnika, która nastąpiła na trzecim okrążeniu, doprowadzając w dodatku do dosyć groźnej sytuacji, jako że dym wydostający się z uszkodzonej jednostki napędowej całkowicie zasłonił widoczność. Kilku najbliższych kierowców spodziewało się takiego rozwoju wypadków i po omacku zdołali ominąć Sato, który zatrzymał się w okolicy basenu pływackiego. Tymczasem jadący na ósmej pozycji Coulthard postanowił zachować większą ostrożność i gwałtownie zwolnił, przepuszczając Montoyę i Webbera. Szczęścia zabrakło jednak Fisichelli, który przy praktycznie zerowej widoczności wpadł na Coultharda. Co gorsza bolid Włocha wzbił się w powietrze, a następnie wylądował do góry kołami. Szczęście w nieszczęściu kierowcy nic się nie stało i po chwili o własnych siłach wydostał się z wraku. Tymczasem Coulthard dojechał do boksów z uszkodzonym tyłem bolidu, ale było oczywiste, że nie da się tego naprawić. Tym samym z wyścigu odpadło aż trzech kierowców, a na tor został wypuszczony samochód bezpieczeństwa.

Zwolnione tempo wyścigu do odbycia pierwszych postojów w boksach wykorzystali dwaj niemieccy kierowcy: Ralf Schumacher i Heidfeld. Młodszy z braci Schumacherów po powrocie na tor znalazł się na ostatniej pozycji. Tymczasem zespół Jordan zastosował dosyć ciekawą taktykę, nakazując swojemu drugiemu kierowcy – Pantano zwolnienie tempa jazdy, aby Heidfeld zdążył odbyć postój bez utraty 11 pozycji. Tak właśnie się stało i był to przykład doskonałej gry zespołowej. Tuż przed wznowieniem wyścigu, które nastąpiło pod koniec siódmego okrążenia, kolejność kierowców przedstawiała się następująco: Trulli, Alonso, Button, Raikkonen, Michael Schumacher, Barrichello, Montoya, Webber, da Matta, Massa, Heidfeld, Pantano, Bruni, Panis, Baumgartner i Ralf Schumacher. Wznowienie wyścigu do zyskania jednej pozycji wykorzystał Montoya, wyprzedzając podczas pokonywania pierwszego zakrętu Barrichello. Brazylijczyk był pewien, że kierowca Williamsa nie zdąży wyhamować przed pierwszym zakrętem i pojedzie prosto, dlatego nie próbował go blokować. Restarty są jednak bardzo mocną stroną Kolumbijczyka i błąd w ocenie sytuacji kosztował Barrichello spadek na siódmą pozycję.

Na 10 okrążeniu Ralf Schumacher wyprzedził Baumgartnera i awansował na przedostatnią pozycję. Dwa okrążenia później udział w wyścigu zakończył jadący na ósmej pozycji Webber. Australijczyka z walki wyeliminowała awaria układu przeniesienia napędu i w tej sytuacji ekipa Jaguara mogła już pakować manatki, gdyż w wyścigu nie pozostał ani jeden kierowca z tej stajni. Pod koniec 12 okrążenia do boksów zjechali Montoya i Pantano, przy czym tylko dla Kolumbijczyka był to rutynowy postój, natomiast w bolidzie prowadzonym przez Pantano wysiadła skrzynia biegów i był to dla niego koniec udziału w tym wyścigu. Montoya w trakcie postoju został wyprzedzony przez Barrichello, da Mattę, Massę oraz Heidfelda i po powrocie na tor znalazł się na 10 pozycji. W międzyczasie Panis i Ralf Schumacher zdołali wyprzedzić Bruniego, co w połączeniu z problemami Webbera i Pantano zapewniło im awans kolejno na 11 i 12 pozycję. Na 17 okrążeniu w bolidzie Bruniego także wysiadła skrzynia biegów i Włoch musiał wycofać się z wyścigu.

Pierwsza runda postojów na dobre rozpoczęła się na 18 okrążeniu i trwała do 26 okrążenia. Najbardziej zaskakujące było to, że jadący na czele wyścigu kierowcy Renault wcale nie mieli dużo mniej paliwa od Michaela Schumachera i swoje postoje odbyli tuż przed nim, co biorąc pod uwagę blisko ośmiosekundową przewagę umożliwiło im utrzymanie się na czołowych pozycjach. Schumacher zyskał jednak dwa miejsca, gdyż jadący przed nim Button i Raikkonen swoje postoje odbyli dużo wcześniej, tracąc w ten sposób trzecie i czwarte miejsce. Barrichello i da Matta utrzymali się szóstej i siódmej pozycji, a tuż za nimi znalazł się Heidfeld, którego od dobrych dziesięciu okrążeń bezskutecznie starał się wyprzedzić Montoya. Kolumbijczyk był szybszy o dobre dwie sekundy na każdym okrążeniu, ale nie był w stanie wykorzystać swojej przewagi, gdyż wyprzedzanie na tym torze jest prawie niemożliwe. Co gorsza Heidfeld swój pierwszy postój zaliczył podczas neutralizacji wyścigu i miał jeszcze dużo paliwa w baku. Na pozostałych pozycjach jazdę kontynuowali Massa, Ralf Schumacher, Panis i Baumgartner.

Na 28 okrążeniu w bolidzie prowadzonym przez Raikkonena awarii uległ układ pneumatyczny silnika i tym samym zespół McLaren został pozbawiony jednej z nielicznych okazji do powiększenia swojego dorobku punktowego. Fin do tego momentu zajmował piątą pozycję, którą odziedziczył po nim Barrichello. W międzyczasie walka pomiędzy Heidfeldem i Montoyą o siódme miejsce przybrała na sile. Kolumbijczyk był bliski wyprzedzenia kierowcy Jordana tuż przed znajdującą się zaraz za tunelem szykaną. Obaj kierowcy opóźnili jednak maksymalnie hamowanie i musieli ściąć szykanę, zachowując pierwotną kolejność. Długo nie trzeba było czekać na kolejną próbę ataku – na 29 okrążeniu Heidfeld popełnił niewielki błąd podczas pokonywana zakrętu Mirabeau i w tym momencie został wyprzedzony przez Montoyę. Kolumbijczyk mógł wreszcie odetchnąć z ulgą, ale jego strata do lidera wynosiła już ponad minutę. Dwa okrążenia później Heidfeld zjechał na drugi postój do boksów, podczas którego został wyprzedzony przez Massę i Ralfa Schumachera. Kierowca z zespołu Jordan na 10 pozycji znajdował się jednak tylko do 38 okrążenia, kiedy to drugi postój w boksach zaliczył również młodszy z braci Schumacherów.

Zanim druga runda postojów rozpoczęła się na dobre, jadący na drugiej pozycji Alonso popełnił błąd podczas dublowania Ralfa Schumachera w tunelu i uderzył dosyć mocno w bandę, kończąc tym samym udział w wyścigu. Hiszpan później stwierdził, że całą winę ponosi za to kierowca z zespołu Williams, który według niego nie chciał do końca odpuścić i starał się go wręcz zepchnąć na bandę. Z powtórek wynika jednak zupełnie co innego – młodszy z braci Schumacherów trzymał się cały czas wewnętrznej strony toru i nie zrobił nic nie przewidywalnego. W dodatku jechał już wówczas z uszkodzoną skrzynią biegów, ale mimo to specjalnie zwolnił, aby przepuścić dublującego go kierowcę. Tymczasem Alonso zapomniał chyba, że zewnętrzna strona toru jest nieuczęszczana i oferuje znacznie mniejszą przyczepność. Mimo to łagodny łuk w prawo starał się pokonać z taką samą jak zwykle prędkością i skończyło się to w jedyny z możliwych sposobów. W tym przypadku kierowca Renault winić powinien głównie siebie samego.

Incydent ten spowodował kolejną neutralizację wyścigu, którą do odbycia drugich i zarazem ostatnich postojów wykorzystali wszyscy kierowcy z wyjątkiem reprezentantów Ferrari i Panisa. Dzięki temu Michael Schumacher awansował na prowadzenie, ale było raczej mało prawdopodobne, aby wystarczyło mu do końca wyścigu paliwa. Póki co prowadzący od samego początku Trulli tymczasowo musiał zadowolić się drugą pozycją, a od Schumachera oddzielał go Montoya. Kolumbijczyk dzięki krótszemu postojowi w boksach zdołał przeskoczyć da Mattę i awansował na piątą pozycję, ale ponieważ starszy z braci Schumacherów nie zaliczył jeszcze drugiego postoju, to strata kierowcy z zespołu Williams do lidera wynosiła już ponad jedno okrążenie. Tuż za Trullim podążali Button i Barrichello, a na pozostałych pozycjach punktowanych jazdę kontynuowali da Matta, Massa i Heidfeld. Ponadto w wyścigu uczestniczyli już tylko Ralf Schumacher, Panis i Baumgartner.

Kiedy na 46 okrążeniu kierowcy szykowali się do wznowienia w wyścigu, w tunelu doszło do kolejnego incydentu i to w dodatku z udziałem lidera wyścigu. Michael Schumacher poprzez gwałtowne hamowanie starał się rozgrzać hamulce w swoim bolidzie, ale zapomniał chyba o tym, że tuż za nim podąża Montoya. Kolumbijczyk musiał ratować się gwałtownym skrętem w prawą stronę i byłby się zmieścił obok kierowcy Ferrari, gdyby ten nagle nie skręcił w jego stronę. Efektem tego była kolizja, po której prowadzone przez sześciokrotnego mistrza świata Ferrari wpadło najpierw na prawą bandę, a po odbiciu się od niej także na lewą i po wyjechaniu z tunelu miało już tylko trzy koła. Jest to już nie pierwszy przypadek, kiedy nieostrożne zachowanie Niemca tuż przed wznowieniem wyścigu doprowadziło do groźnej sytuacji. Sędziowie uznali, że Montoya nie jest winny spowodowania tej kolizji, co oczywiście nie spodobało się ekipie Ferrari, ale musieli ją uszanować. Opinie na temat tego, kto ponosi większą odpowiedzialność, będą z pewnością podzielone, ale jak by na to nie patrzeć, do całego zajścia doprowadziło nieostrożne zachowanie Schumachera i to w jednym z najbardziej zdradliwych miejsc, czyli w tunelu.

Po tym incydencie Trulli powrócił na prowadzenie, a na kolejnych dwóch pozycjach znaleźli się Button i Barrichello. Montoya awansował na czwarte miejsce, jednak zgodnie z przepisami obowiązującymi w Formule 1 przed wznowieniem wyścigu musiał przepuścić Trullego i nadal miał okrążenie straty do lidera. Na pozostałych miejscach jazdę kontynuowali da Matta, Massa, Heidfeld, Ralf Schumacher, Panis i Baumgartner. Na 53 okrążeniu da Matta zaliczył karny przejazd przez boksy, gdyż jak się później okazało we wcześniejszej fazie wyścigu ociągał się zbytnio z przepuszczeniem próbującego zdublować go Buttona. Kara ta kosztowała kierowcę Toyoty spadek na szóstą pozycję, a przed nim znalazł się jego rodak – Massa. Kilka okrążeń później drugie i zarazem ostatnie postoje w boksach zaliczyli Barrichello i Panis. Obaj kierowcy po powrocie na tor nadal zajmowali te same pozycje – 4 i 9.

Pięć okrążeń przed końcem wyścigu skrzynia biegów w bolidzie prowadzonym przez Ralfa Schumachera całkowicie odmówiła posłuszeństwa i Niemiec wycofał się z walki. Dzięki temu Panis awansował na ostatnią punktowaną pozycję. W samej końcówce Button zdołał dopaść Trullego, ale i tak miał bardzo niewielką szansę na wyprzedzenie Włocha. Tym niemniej ostatnie okrążenie było bardzo emocjonujące i stanowiło ciekawe zakończenie obfitującego w wiele wydarzeń wyścigu o Grand Prix Monako.