Michael Schumacher wystartował bardzo dobrze, choć nieznacznie szybciej z miejsca zdołał ruszyć jego partner z zespołu Ferrari – Rubens Barrichello. Brazylijczyk nie był jednak w stanie zrównać się ze starszym z braci Schumacherów przed pierwszym zakrętem i zrezygnował z próby wyprzedzania, zadowalając się drugą pozycją. O trzecie miejsce tuż po starcie walczyli zawzięcie Juan Pablo Montoya i Fernando Alonso. Kierowca z zespołu Williams miał dosyć powolny start i w zdecydowany sposób starał się odeprzeć atak ze strony Alonso, zmuszając wręcz Hiszpana do zahaczenia o pobocze. Kontakt ze śliską nawierzchnią miał negatywny wpływ na nabieranie prędkości i dlatego kierowca Renault nie zdołał zbyt długo utrzymać się na trzeciej pozycji. Ostatecznie jednak to właśnie on znalazł się tuż za kierowcami Ferrari, gdyż Montoya opóźnił zbytnio hamowanie przed pierwszym zakrętem i na chwilę znalazł się poza torem, tracąc w efekcie aż pięć miejsc. Nienajlepszy start miał również Jenson Button, którego oprócz Alonso o mały włos nie zdołał również wyprzedzić drugi kierowca z francuskiej stajni – Jarno Trulli. Włoch jednak tylko cudem uniknął zderzenia z Alonso, ratując się gwałtownym hamowaniem i pozostał na piątej pozycji. Mniej szczęścia miał partner Buttona z zespołu B.A.R – Takuma Sato, który trochę zbyt późno zorientował się w zamieszaniu powstałym tuż przed pierwszym zakrętem i lekko uderzył w tył bolidu prowadzonego przez Trullego. Włoch z uszkodzonym dyfuzorem kontynuował jazdę na piątej pozycji, natomiast Sato został wyprzedzony przez Ralfa Schumachera (Williams) i Marka Webbera (Jaguar), lądując ostatecznie tuż za Montoyą na dziewiątej pozycji (z nieco utartym nosem bolidu B.A.R 006).

Największym pechowcem podczas startu był Kimi Raikkonen. W prowadzonym przez Fina bolidzie McLaren MP4-19 tuż po ruszeniu z miejsca zgasł silnik, ale na szczęście kierowca ten nie stracił głowy i zdołał doprowadzić do ponownego rozruchu jednostki napędowej. Kosztowało go to jednak spadek z 10 aż na 16 pozycję. Tymczasem o ostatnie miejsce w pierwszej dziesiątce pojedynek na pierwszym zakręcie stoczyli między sobą Felipe Massa oraz partner Raikkonena – David Coulthard. Szkot wyszedł z niego zwycięsko, natomiast tuż za kierowcą z zespołu Sauber na 12 pozycji znalazł się Cristiano da Matta (Toyota). Ostatnimi kierowcami, którzy zdołali wyminąć Raikkonena, byli partner Massy – Giancarlo Fisichella i Nick Heidfeld. Następnie reprezentant zespołu Jordan zdołał wykorzystać niewielki błąd popełniony przez Fisichellę na wyjściu z drugiego zakrętu, jednak nie utrzymał się zbyt długo na 13 pozycji, gdyż pod koniec drugiej prostej został wyprzedzony przez Raikkonena. Fisichella ostatecznie wylądował na 15 pozycji, a tuż za nim znalazł się partner Heidfelda – Giorgio Pantano. Tymczasem na 17 pozycji znalazł się kierowca zespołu Minardi – Gianmaria Bruni, który tuż po starcie zdołał wyprzedzić Christiana Kliena (Jaguar), Oliviera Panisa (Toyota) i swojego partnera – Zsolta Baumgartnera.

Oprócz Raikkonena pod koniec drugiej prostej udanym manewrem wyprzedzania popisał się również Montoya, który po wyminięciu Webbera awansował na siódme miejsce. W dalszej części pierwszego okrążenia Klien wyprzedził Panisa i znalazł się na 18 pozycji, Fisichella odzyskał miejsce utracone na rzecz Heidfelda, natomiast Raikkonen po wyprzedzeniu najpierw da Matty, a potem także i Massy pod koniec ostatniej dłuższej prostej znalazł się tuż za swoim partnerem na 11 pozycji. Na drugim okrążeniu pod koniec drugiej prostej Montoya wyprzedził swojego partnera – Ralfa Schumachera i był już szósty. W tym samym miejscu Coulthard próbował wyprzedzić Sato, ale Japończyk zdołał zablokować wewnętrzny tor jazdy na trzecim zakręcie i dzięki temu utrzymał się na dziewiątej pozycji. W międzyczasie Fisichella musiał popełnić jakiś błąd, gdyż ponownie znalazł się za Heidfeldem na 15 pozycji. Ostatnia zmiana w kolejności kierowców na drugim okrążeniu była zasługą Bruniego, który zdołał wyprzedzić Pantano i dzięki temu awansował na 16 pozycję. Na kolejnym okrążeniu Pantano wyminął także Klien, spychając go w ten sposób na 18 miejsce. Na tym jednak kierowca z zespołu Jaguar nie poprzestał, gdyż na piątym okrążeniu udało mu się wyprzedzić Bruniego.

Pod koniec ósmego okrążenia Fisichella zdecydował się na odbycie pierwszego postoju w boksach. Wpływ na tę decyzję z pewnością miały kłopoty z wyprzedzeniem wyraźnie wolniejszego Heidfelda, który dzięki bardzo defensywnej jeździe był jednak w stanie utrzymać się na 14 pozycji. Po powrocie na tor Włoch znalazł się na ostatnim miejscu. Na początku 10 okrążenia Massa dosyć nieoczekiwanie i w dodatku bez większych problemów wyprzedził Raikkonena, chociaż na wyjściu z drugiego zakrętu zaliczył lekko pobocze. Mogło to oznaczać tylko jedno – problemy z bolidem. Potwierdzenie tego nastąpiło już za kilka sekund, gdyż wyciekające z uszkodzonego silnika płyny wydostały się tuż pod tylne koła MP4-19 i po zaliczeniu efektownego piruetu pod koniec drugiej prostej Fin znalazł się poza torem. Był to oczywiście dla niego koniec udziału w tym wyścigu. Pod koniec tego samego okrążenia Montoya odbył pierwszy postój w boksach, który ze względu na problemy z założeniem prawego tylnego koła trwał 10 sekund. Po powrocie na tor Kolumbijczyk znalazł się na 11 pozycji. Po kolejnych czterech okrążeniach pierwsze postoje mieli już za sobą wszyscy pozostali w wyścigu kierowcy z wyjątkiem Kliena i Pantano. Kierowcy ci swoje pierwsze postoje odbyli odpowiednio na 16 i 18 okrążeniu.

Po zakończeniu pierwszej rundy postojów na czterech czołowych miejscach nadal znajdowali się Michael Schumacher, Rubens Barrichello (1.3 sekundy straty), Fernando Alonso (10.4 sekundy straty) i Jenson Button (ponad pół minuty straty). Tymczasem na piątą pozycję awansował młodszy z braci Schumacherów – Ralf, zawdzięczając to bardzo szybkiej obsłudze przez mechaników z zespołu Williams, którzy w jego przypadku uwinęli się w zaledwie 7.3 sekundy. Trulli i Montoya stracili w ten sposób po jednej pozycji. Webber utrzymał się na ósmej pozycji, a tuż za nim znalazł się Coulthard, który w trakcie pierwszej rundy postojów zdołał przeskoczyć Sato. Massa utrzymał się na 11 pozycji, natomiast Heidfeld zyskał aż dwa miejsca, gdyż z jednej strony przeskoczył da Mattę, a z drugiej strony skorzystał z problemów Raikkonena i dzięki temu awansował na 12 pozycję. Tymczasem Fisichella pomimo wcześniejszego postoju nie zdołał przeskoczyć Heidfelda i znalazł się na 14 pozycji. Na pozostałych miejscach jazdę kontynuowali Klien, Pantano, Panis i Bruni, natomiast jadący dotąd na ostatniej pozycji Baumgartner wycofał się tuż po pierwszym postoju ze względu na awarię silnika.

Na 19 okrążeniu Massa zaliczył poślizg z pełnym obrotem o 360 stopni, w wyniku którego jego strata do Sato wzrosła do ponad ośmiu sekund. Brazylijczyk zdołał się jednak utrzymać na 11 pozycji. Na 24 okrążeniu po trwającej od pewnego czasu zawziętej walce Montoya zdołał w końcu wyprzedzić Trullego i znalazł się tuż za partnerem z zespołu Williams na szóstej pozycji. Na kolejnym okrążeniu Alonso i da Matta zapoczątkowali drugą rundę postojów. Trwała ona do 30 okrążenia, na którym jako ostatni boksy odwiedzał dotychczasowy lider wyścigu – Michael Schumacher. Tym razem tylko trzej kierowcy utrzymali się na czołowych miejscach, natomiast jadący dotąd na czwartej pozycji Button ze względu na drobne problemy z odczepieniem węża do tankowania paliwa stracił trochę czasu w boksach i został wyprzedzony przez Ralfa Schumachera. Montoya i Trulli utrzymali się na szóstej oraz siódmej pozycji, chociaż postój Kolumbijczyka ponownie przedłużył się tym razem ze względu na awarię jednego z pistoletów do przykręcania kół. Tymczasem na ostatnią punktowaną pozycję awansował Coulthard, który nie wziął udziału w tej serii postojów. Szkot w przeciwieństwie do większości kierowców obrał nieco inną strategię i dzięki temu przeskoczył Webbera, który ku zrozpaczeniu australijskich kibiców na 31 okrążeniu wycofał się z wyścigu ze względu na awarię skrzyni biegów. Oprócz Coultharda na mniej postojów w boksach zdecydowali się również Massa, Klien, Pantano i Panis. Kierowcy ci po 31 okrążeniach zajmowali odpowiednio 9, 11, 15 i 16 pozycję. Pozostali kierowcy mający na swoim koncie już po dwa postoje – Sato, Heidfeld, Fisichella, da Matta i Bruni podążali na 10, 12, 13, 14 i 17 pozycji.

Na 34 okrążeniu nastąpiło rozstrzygnięcie trwającego od samego początku wyścigu pojedynku pomiędzy kierowcami, którzy w sezonie 2004 zamienili się miejscami – Heidfeldem i Fisichellą. Oczywiście także i tym razem Heidfeld starał się wszelkimi sposobami utrudnić życie Włochowi, ale kierowca Saubera był już na tyle zdesperowany, iż zaryzykował wyprzedzanie zewnętrzną stroną trzeciego zakrętu. Heidfeld do końca nie chciał odpuścić i dopiero drobny kontakt pomiędzy obydwoma bolidami zmusił go do ustąpienia. Tym samym Fisichella awansował na 12 pozycję. Od 36 do 39 okrążenia drugie i zarazem ostatnie postoje podczas tego wyścigu zaliczyli Coulthard, Massa, Klien, Pantano i Panis. Coulthard utrzymał się na ósmej pozycji, Massa w trakcie postoju został wyprzedzony przez Sato i spadł na 10 pozycję, natomiast Klien stracił aż trzy miejsca, gdyż przed nim znaleźli się Fisichella, Heidfeld i da Matta. Pantano i Panis podobnie jak Coulthard utrzymali się na swoich dotychczasowych pozycjach (15 i 16). W międzyczasie do boksów po raz trzeci zjechał Bruni, przy czym postój ten spowodowany był problemami z silnikiem i zanosiło się na to, że potrwa trochę czasu.

Na 38 okrążeniu pod koniec ostatniej dłuższej prostej Montoya wyprzedził Buttona i awansował na piątą pozycję. Brytyjczyk co prawda nie chciał do końca ustąpić i zabrakło mu trochę miejsca zaraz za zakrętem, ale po skorzystaniu z pobocza szybko znalazł się z powrotem na torze. Trzecia i zarazem ostatnia runda postojów trwała od 40 do 46 okrążenia i nie przyniosła zmiany w kolejności kierowców zajmujących pozycje od 1 do 9. Jadącego dotąd na 10 pozycji Massę z wyścigu wyeliminowała awaria silnika na 46 okrążeniu. Jego miejsce zajął Fisichella, a tymczasem z walki odpadł również jadący do tej pory za Włochem Heidfeld. Niemiec jazdę zakończył tuż po postoju, podczas którego wpadł na swoich dwóch mechaników. Nie było to jednak wynikiem błędu kierowcy, a awarii sprzęgła, która oznaczała koniec udziału w wyścigu. Mechanikom na szczęście nic poza potłuczeniami się nie stało.

Na 50 okrążeniu po trwającej około 20 minut naprawie silnika do walki ponownie włączył się Bruni, jednak ze względu na znaczną stratę i tak nie miał co liczyć na uwzględnienie w klasyfikacji końcowej. Ostatnim zdarzeniem w tegorocznym wyścigu o Grand Prix Australii była walka pomiędzy Pantano i Panisem o 13 pozycję, rozstrzygnięta na korzyść kierowcy Toyoty cześć okrążeń przed metą.