Na okruhu v Monze triumfoval suverénnym spôsobom pred svojím tímovým kolegom Britom Lewisom Hamiltonom. Úradujúci majster sveta si tak musí počkať na jubilejné 50. víťazstvo v efjednotke. Rosberg v celkovom poradí znížil stratu na lídra Hamiltona na dva body. Tretí skončil na Autodromo Nazionale na radosť domácich "tifosi" Nemec Sebastian Vettel na Ferrari.
Hamilton, ktorý si v sobotu vybojoval pole position, totálne pokazil štart a prepadol sa až na šieste miesto. Po prvej zákrute sa dostal na čelo Rosberg a vedenie si udržal až do cieľa. V 2. kole prišlo ku kolízii medzi Brazílčanom Luizom Felipe Nasrom a Britom Jolyonom Palmerom, obaja museli zamieriť do boxov. Rosberg jazdil jedno najrýchlejšie kolo za druhým a zvyšoval náskok. Hamilton sa postupne posunul na štvrtú priečku pred Fína Valtteriho Botasa a začal naháňať oba monoposty Ferrari.
V tíme z Maranella sa rozhodli pre dve zastávky v boxoch a tak po 17. kole bol Hamilton jazdiaci so starou súpravou pneumatík už druhý. Do boxov zamieril Brit až v 26. kole. Po výmene gúm síce klesol na štvrté miesto, oboch pilotov Ferrari mal však na dohľad a jazdil o pol sekundy rýchlejšie časy ako Rosberg. Vettel sa aj po druhej zastávke v boxoch udržal pred svojím tímovým kolegom Fínom Kimim Räikkönenom. Hamilton sa vrátil na druhú pozíciu a odštartoval stíhaciu jazdu za Rosbergom. V "Chráme rýchlosti" sa mu však nepodarilo zavŕšiť víťazný hetrik a napodobniť kúsok legendárneho Argentínčana Juana Manuela Fangia z 50-tych rokov minulého storočia. Rosberg si pripísal na konto 21. triumf v kolotoči F1.