Fernando Alonso se stal prvním, kdo vyhrál dva závody v roce 2012 na Velké ceně Evropy ve Valencii, a získal tak své první domácí vítězství od Velké ceny Španělska v roce 2006. Vystupoval jako jedenáctý a byl nucen navigovat svou cestu v provozu, těsně se vyhýbal brzkému kontaktu mezi Brunem Sennou a Kamui Kobayashiem, když se Sebastian Vettel osvobodil z pole a do prvního kola zastavení získal dvacetisekundové vedení. Vedení Vettela bylo zrušeno, když se Heikki Kovalainen a Jean-Éric Vergne spojili, což vyvolalo nasazení bezpečnostního vozu, aby vyčistil trosky z okruhu. Alonso se ocitl na třetím místě při restartu a skočil na chybu Romaina Grosjeana, který se umístil na druhém místě, aby vedl pronásledování proti Vettelovi. Vettel se opět vzdálil, ale jeho vedení bylo krátkodobé, protože ztratil pohon a jeho motor se zastavil na 33. kole. Grosjean se pokusil vyzvat Alonsona, ale byl nucen ze závodu kvůli problému s alternátorem o sedm kol později, což zanechalo Alonsona v čele, čtyři sekundy před Lewisem Hamiltonem a Kimi Räikkönenem. Když závod vstupoval do posledních kol, Räikkönen si vynutil cestu kolem Hamiltona, aby zajistil druhé místo, ale pokusy pastora Maldonada o třetí místo skončily s Hamiltonem v bariéře a zlomeným nosem pro řidiče Williams. Maldonado skončil desátý, ale dostal po závodě penále a byl zařazen dvanáctý. Mezitím se Michael Schumacher a Mark Webber začali projíždět po hřišti díky pozdní zastávce v boxech a snadno si vybrali menší bodové pozice a využili srážky Maldonado-Hamilton, aby skončili třetí a čtvrtý za Alonsem a Räikkönenem. Byl to Schumacherův první pódium od Velké ceny Číny v roce 2006.
- Ne, ne. Vítězství Alonsa upevnilo vedení o dvacet bodů v šampionátu, zatímco Vettelův odchod do důchodu ho propustil na čtvrté místo v celkovém pořadí, dvacet šest bodů za Alonsem.