Vor dem Rennen lösten die Organisatoren des Grand Prix bei den Mitgliedern des FOCA Ärger aus, als sie die Anzahl der Starter auf nur sechzehn beschränkten. Um das Chaos noch zu vergrößern, wurde keine der am Freitag gefahrenen Runden für das Qualifying gewertet. Am Morgen vor dem Rennen schien die Angelegenheit geklärt zu sein und die Organisatoren machten ihre Entscheidung zunächst rückgängig, und diejenigen, die sich nicht qualifizierten, sahen so aus, als ob sie startberechtigt wären. Daraufhin schritt die Commission Sportive Internationale ein und zwang die spanischen Organisatoren, zur ursprünglichen Teilnehmerzahl von sechzehn zurückzukehren, und die Autos, die sich nicht qualifizierten, wurden von der Startaufstellung genommen.
Jack Brabham fuhr die schnellste Trainingszeit und bildete gemeinsam mit Denis Hulme und Jackie Stewart die erste Startreihe, die damals noch aus drei Fahrzeugen bestand. Die aus zwei Fahrzeugen bestehende zweite Startreihe wurde von Jean-Pierre Beltoise und Pedro Rodríguez gebildet. Chris Amon, Jacky Ickx und Jochen Rindt qualifizierten sich für die dritte Reihe. Somit befanden sich Fahrzeuge von sieben unterschiedlichen Konstrukteuren auf den ersten acht Startplätzen.[1]
In der Startrunde kollidierte Jackie Oliver mit Ickx, nachdem er aufgrund eines Aufhängungsbruches die Kontrolle über seinen Wagen verloren hatte. Beide Wagen gingen sofort in Flammen auf. Oliver konnte sich mit einem Sprung retten und blieb unverletzt. Ickx hatte zunächst Probleme beim Öffnen seiner Gurte und erlitt durch diese Verzögerung leichte Verbrennungen. Trotz der relativ lang andauernden Löscharbeiten durch Streckenposten und Feuerwehr ging das Rennen nahezu unbeeinflusst weiter. Nachdem Oliver zu Fuß zurück zu seiner Box gelaufen war und sein Team über den Unfallgrund informiert hatte, wurde der mit einem baugleichen Fahrzeug auf Position sechs fahrende Rodríguez zum Boxenstopp aufgefordert, um seine Aufhängungsteile überprüfen zu können. Man entschied sich daraufhin, ihn sicherheitshalber aus dem Rennen zu nehmen.
Stewart hatte gleich zu Beginn die Führung übernommen und gab sie bis ins Ziel nicht mehr ab. Er erreichte somit als Fahrer des Kundenteams Tyrrell den ersten Grand-Prix-Sieg für den Hersteller March, der erst seine zweite GP-Teilnahme bestritt. Während sich mit Joseph Siffert einer der March-Werksfahrer nicht qualifizieren konnte und Amon mit Motorschaden ausfiel, schaffte es mit Mario Andretti ein weiterer Fahrer eines privat eingesetzten March aufs Podium und sorgte somit für einen insgesamt erfolgreichen Auftritt des neuen Herstellers. Der zweite Platz ging an Bruce McLaren, er profitierte allerdings ebenso wie Andretti von den zahlreichen Ausfällen während des Rennens, bei dem nur fünf Fahrer das Ziel erreichten.[2]
Die ersten sechs des Rennens bekamen 9, 6, 4, 3, 2, 1 Punkt(e). Die besten sechs Ergebnisse der ersten sieben und die besten fünf der letzten sechs Rennen zählten zur Meisterschaft. In der Konstrukteurswertung zählten dabei nur die Punkte des bestplatzierten Fahrers eines Teams.