Nach einer enttäuschenden Qualifikation fand sich Thorsten nur auf dem dreizehnten Startplatz wieder und stand vor einer schwierigen Aufgabe. Doch als die Lichter über dem Shanghai International Circuit erloschen, katapultierte er seinen Renault mit einem perfekten Start nach vorne. Schon nach der ersten Runde hatte er sich durch das Getümmel gepflügt und belegte bereits den neunten Rang.

Sein erstes Ziel war di Resta, den er rundenlang unter Druck setzte. Mit chirurgischer Präzision nutzte Thorsten schließlich den DRS-Vorteil auf der langen Gegengeraden und zog am Force India vorbei. Damit war der Weg frei, um Jagd auf Alguersuari zu machen. Auch diesen Gegner kassierte er nach einer intensiven Verfolgungsjagd. Alguersuari versuchte zwar sofort zu kontern und suchte die Lücke für einen Gegenangriff, doch Thorsten verteidigte seine Position mit harten, aber fairen Banden und behielt die Oberhand.

Damit lag er auf dem siebten Platz, direkt im Windschatten von Kobayashi. Es dauerte bis ins letzte Renndrittel, ehe Thorsten auch diesen Widerstand brach und den Sauber-Piloten hinter sich ließ. Zu diesem Zeitpunkt war die Lücke nach vorne zu Webber bereits zu groß, um noch aus eigener Kraft um das Podium mitzukämpfen. Da Thorsten jedoch deutlich schneller als der hinter ihm liegende Kobayashi war, kontrollierte er den Vorsprung souverän und brachte zum dritten Mal in Folge den sechsten Platz ins Ziel. Den Sieg sicherte sich Massa vor Hamilton und Vettel, während Webber und Alonso die Top 5 komplettierten. Dahinter folgten Thorsten, Sutil, Kobayashi, Alguersuari und di Resta.

In der Weltmeisterschaft hat Hamilton seinen Vorsprung nun auf 15 Punkte vor Alonso ausgebaut, gefolgt von Webber, Button, Massa, Vettel und Thorsten auf den weiteren Rängen.