Fernando Alonso (Renault) wystartował nieco szybciej od Kimi Raikkonena, jednak kierowca McLarena zdołał zajechać mu drogę na dojeździe do pierwszego zakrętu i utrzymał się na prowadzeniu. Tymczasem startujący z trzeciej pozycji Mark Webber (Williams) kolejny raz ruszył dosyć ociężale z miejsca i od razu został wyprzedzony przez Giancarlo Fisichellę (Renault) oraz Jarno Trullego (Toyota). Australijczyka na pierwszym zakręcie próbował także wyminąć partner z zespołu Williams, Nick Heidfeld i prawdę mówiąc obaj kierowcy prawie zderzyli się ze sobą, ale na szczęście obyło się bez większych dramatów, a Webber poprzestał tylko na utracie dwóch miejsc. Na siódmej i ósmej pozycji utrzymali się David Coulthard (Red Bull) i Michael Schumacher (Ferrari). Zaraz za nimi znalazł się Felipe Massa (Sauber), któremu tuż po starcie udało się wyprzedzić drugiego kierowcę Ferrari, Rubensa Barrichello, a podczas pokonywania pierwszego zakrętu także i swojego partnera, Jacquesa Villeneuve'a.

Zdecydowanie najlepszym startem popisał się Juan Pablo Montoya (McLaren), wyprzedzając od razu Tiago Monteiro (Jordan) i obydwu kierowców Minardi, Christijana Albersa oraz Patricka Friesachera. Pod koniec lekko zakrzywionej prostej startowej Kolumbijczyk dopadł także Vitantonio Liuzziego (Red Bull) i po objechaniu Włocha zewnętrzną stroną pierwszego zakrętu (Sainte Devote) był już dwunasty. Dla porównania startujący tuż zza pleców Montoi jego zeszłoroczny partner, Ralf Schumacher (Toyota), nie zdołał nikogo wyprzedzić i chwilowo musiał zadowolić się 17 pozycją. Stawkę 18 kierowców po pierwszym okrążeniu zamykał Narain Karthikeyan (Jordan), w którego bolidzie przed finałową sesją kwalifikacyjną został wymieniony silnik, co było równoznaczne z obniżeniem pozycji startowej o 10 miejsc. Dopiero na trzecim okrążeniu Ralf Schumacher wyprzedził pierwszego rywala, Monteiro, na kolejnym kółku wyminął także Albersa. Nieco dłużej zeszło mu jednak z dogonieniem drugiego kierowcy Minardi, Friesachera, którego w końcu pokonał na ósmym okrążeniu, awansując w ten sposób na 14 pozycję.

Po 10 okrążeniach przewaga Raikkonena nad Alonso wynosiła niewiele ponad trzy sekundy. Za Hiszpanem w niewielkiej odległości podążał jego partner z zespołu Renault, Fisichella, natomiast strata jadącego na czwartej pozycji Trullego do lidera wynosiła już blisko 10 sekund. Pod koniec 11 okrążenia do boksów zjechał Karthikeyan, gdyż niewielkie otarcie o bandę doprowadziło w jego bolidzie do uszkodzenia układu hydraulicznego. Mechanicy z zespołu Jordan niestety nie byli w stanie go naprawić i chociaż Hindus boksy odwiedzał jeszcze trzykrotnie, to jednak w końcu na 23 okrążeniu dał za wygraną i wycofał się z wyścigu. Na kolejnym okrążeniu jadący na ostatniej pozycji Albers wpadł w poślizg na wolnym zakręcie Mirabeau i zatrzymał się w poprzek toru. Jako pierwszy trafił na niego Coulthard i już przymierzał się do ostrożnego objechania kierowcy Minardi, gdy w tył jego bolidu uderzyło czerwone Ferrari prowadzone przez Michaela Schumachera.

Coulthard od razu pojechał dalej, a tymczasem pod kołami bolidu Schumachera utknęło przednie skrzydło i Niemiec nie mógł się ruszyć z miejsca. Massa i Villeneuve zdołali go jakoś wyprzedzić, awansując kolejno na ósmą i dziewiątą pozycję, natomiast Barrichello, Montoya i Ralf Schumacher musieli zaczekać, aż porządkowi pomogą ruszyć z miejsca siedmiokrotnemu mistrzowi świata. W międzyczasie na torze pojawił się samochód bezpieczeństwa i kilku kierowców zdecydowało się na odbycie pierwszych postojów. Zanim zespół McLaren zdołał rozstrzygnąć, czy postój w tym momencie byłby opłacalny, będący nadal liderem wyścigu Raikkonen minął wjazd do boksów, tak więc chcąc nie chcąc musiał pozostać na torze. Tymczasem Alonso, Fisichella, Webber, Heidfeld i Massa zjechali do boksów. Alonso najdłużej stał na stanowisku serwisowym, gdyż najwyraźniej do jego bolidu została wlana bardzo duża ilość paliwa. Była to zła wiadomość dla Fisichelli, który dosyć długo musiał czekać na swoją kolej, a po powrocie na tor znalazł się dopiero na ósmej pozycji, za Massą i Villeneuve'em.

Trulli podobnie jak Villeneuve i Raikkonen nie zjechał do boksów, co umożliwiło mu tymczasowy awans na drugą pozycję. Alonso na tor powrócił jako trzeci, a tuż za nim naleźli się kierowcy Williamsa, Webber i Heidfeld, którzy dzięki krótszym postojem zdołali przeskoczyć Fisichellę. Czekał ich jednak na pewno jeszcze jeden postój przed końcem wyścigu. Barrichello, Montoya, Liuzzi i Ralf Schumacher nie zdecydowali się na postoje, kontynuując jazdę na pozycjach od 9 do 12, natomiast Michael Schumacher po przymusowym postoju, spowodowanym koniecznością zamontowania nowego skrzydła, spadł na 13 pozycję. Tymczasem Coulthard musiał wycofać się z wyścigu, gdyż w jego bolidzie uszkodzeniu uległo tylne zawieszenie. Na ostatnich pozycjach jazdę kontynuowali Friesacher, Monteiro (bez postoju) i Albers (bez postoju). Ten ostatni po otrzymaniu pomocy od porządkowych powrócił do walki, mając już dwa okrążenia straty do lidera. Wznowienie wyścigu nastąpiło pod koniec 28 okrążenia i nie towarzyszyła mu ani jedna zmiana w kolejności kierowców.

Na 31 okrążeniu Friesacher stracił kontrolę nad swoim bolidem podczas hamowania przed szykaną i uderzył bokiem bolidu w bandę. Kierowcy na szczęście nic się nie stało, jednak auto nie nadawało się już do dalszej jazdy. Pod koniec 37 okrążenia jadący na ósmej pozycji Villeneuve odbył pierwszy postój w boksach i jak należało przypuszczać zarazem ostatni, gdyż była to niemal połowa wyścigu. Kanadyjczyk po powrocie na tor znalazł się na 12 pozycji. W następnej kolejności w boksach zjawili się Trulli, Monteiro, Ralf Schumacher i Raikkonen. Fin przed zjazdem miał już blisko 35 sekund przewagi nad Alonso (Hiszpan po postoju Trullego powrócił na drugą pozycję), tak więc bez najmniejszego problemu utrzymał się na prowadzeniu. Jako ostatni jedyne tankowanie paliwa w tym wyścigu zaliczyli Albers, Liuzzi, Barrichello i Montoya.

Po zakończeniu przetasowań w kolejności kierowców Webber, Heidfeld, Massa i Fisichella awansowali na pozycje od trzeciej do szóstej, natomiast punktowaną ósemkę zamykali Trulli i Montoya. Na kolejnych pozycjach znaleźli się Villeneuve, bracia Michael i Ralf Schumacherowie, Liuzzi, Barrichello, Monteiro i Albers. Barrichello spadek z 9 na 13 pozycję zawdzięczał zgaśnięciu silnika tuż po postoju. Co więcej, w zdenerwowaniu kierowca Ferrari przekroczył limit prędkości obowiązujący w strefie boksów i na 48 okrążeniu musiał zaliczyć karny przejazd przez boksy, który jednak nie kosztował go utraty kolejnego miejsca. Dwa okrążenia później jadący na piątej pozycji Massa odbył drugi i zarazem ostatni postój podczas tego wyścigu. W trakcie postoju Brazylijczyk został wyprzedzony przez Fisichellę oraz Trullego i na tor powrócił tuż przed Montoyą na siódmej pozycji. Na 56 okrążeniu Barrichello wyprzedził Liuzziego i awansował na 12 pozycję.

Oprócz Massy, na dwa postoje jechali także kierowcy Williamsa, Webber i Heidfeld, a także Michael Schumacher. Webber i Heidfeld od wznowienia wyścigu jechali cały czas tuż za Alonso, który ze względu na zbyt szybkie zużycie tylnych opon był od nich wyraźnie wolniejszy. Jako pierwszy w boksach zjawił się Heidfeld i to umożliwiło mu przeskoczenie zespołowego partnera, gdyż ze względu na konieczność pokonania dodatkowego okrążenia za Alonso, Webber po swoim postoju znalazł się na czwartej pozycji. Tymczasem Michael Schumacher w trakcie postoju na 58 okrążeniu został wyprzedzony przez Barrichello oraz Liuzziego i na tor powrócił na 13 pozycji. W chwilę później Niemiec był już jednak dwunasty, gdyż Liuzzi uderzył prawym tylnym kołem o bandę na jednym z zakrętów, uszkadzając w ten sposób zarówno oponę, jak i zawieszenie. Po dowleczeniu się do boksów Włoch wycofał się z wyścigu.

Na 61 okrążeniu Montoya wyprzedził Massę i awansował na siódmą pozycję. Brazylijczyk podobnie jak kierowcy Renault zaczął mieć problemy z tylnymi oponami i do jego skóry zaczął się wkrótce dobierać partner z zespołu Sauber, Villeneuve. Kanadyjczyk przeliczył się jednak ze swoimi możliwościami i podczas zupełnie nieudanego ataku na początku 63 okrążenia wjechał czołowo w bandę na pierwszym zakręcie. Co gorsza Massa musiał skorzystać z pobocza i w tym momencie wyprzedzili go jadący tuż za nim Ralf Schumacher, Barrichello i Michael Schumacher. Tymczasem Villeneuve po wymianie przedniego nosa spadł na 12 pozycję i w ten oto sposób obaj kierowcy szwajcarskiej stajni stracili szansę na zarobek punktowy.

Na kolejnym okrążeniu w tarapatach znalazł się także Fisichella, za którym utworzyła się już spora procesja. Jadący na szóstej pozycji Trulli wykorzystał lukę pozostawioną nieopatrznie przez kierowcę Renault na najwolniejszym zakręcie i w efektowny sposób wyprzedził go. Konieczność przepuszczenia Trullego zmusiła Fisichellę do zjechania na zewnętrzną stronę zakrętu i w tym momencie wyprzedzili go także Montoya i Ralf Schumacher. Następnie wytrąconego kompletnie z rytmu Włocha wyprzedzili kierowcy Ferrari, a więc w sumie Fisichella stracił aż pięć miejsc. Tymczasem radość Trullego z piątej pozycji nie trwała zbyt długo, gdyż zaraz za tunelem popełnił błąd i został wyprzedzony przez Montoyę. Kierowca Toyoty podejrzewając uszkodzenie swojego bolidu (podczas wyprzedzania Fisichelli gwałtownie ściął krawężnik) zwolnił tempo jazdy i przepuścił trzech kolejnych kierowców, po czym zjechał do boksów. Mechanicy nie stwierdzili jednak większych uszkodzeń i Włoch powrócił na tor za Fisichellą i Massą na 11 pozycji.

Do rozstrzygnięcia pozostawał jeszcze pojedynek o drugą pozycję, której zawzięcie próbował bronić Alonso. Tylne opony w bolidzie Hiszpana były już tak bardzo zniszczone, iż na 71 okrążeniu uległ w końcu jadącemu tuż za nim Heidfeldowi. Niemiec od razu pomknął do przodu jak strzała, pozostawiając Alonso na pastwę swojego partnera z zespołu Williams. Webbera czekało jednak trudniejsze zadanie, gdyż Hiszpan nie zamierzał tak łatwo oddać najniższego stopnia podium, nawet ryzykując otrzymanie kary za ścięcie szykany. Webber nie przejął się tym zbytnio i nie czekając na werdykt stewardów ponownie zaatakował kierowcę Renault zaraz za tunelem, wyprzedzając go na 74 okrążeniu.

Wkrótce Alonso dopadła grupka czterech kierowców z jadącym na jej czele Montoyą. Kolumbijczyk pomimo usilnych prób nie zdążył jednak pokonać Hiszpana i finiszował tuż za nim na piątej pozycji. Na kolejnej pozycji wyścig ukończył Ralf Schumacher, przy czym Niemca o mały włos tuż przed metą nie wyprzedził jego starszy brat, Michael, któremu chwilę wcześniej udało się wyprzedzić partnera z zespołu Ferrari, Barrichello. Ostatecznie ekipa Ferrari musiała jednak zadowolić się trzema punktami. Tymczasem jadącego dosyć wolno Fisichellę na ostatnich okrążeniach wyprzedzili Massa, Trulli oraz Villeneuve i Włoch finiszował dopiero na 12 pozycji. Tak oto zakończył się niezwykle emocjonujący wyścig o Grand Prix Monako.