En la salida Zulfahmi Khairuddin tomaba la iniciativa por delante de Luis Salom, Jonas Folger, Sandro Cortese, Louis Rossi, Miguel Oliveira y Arthur Sissis. Khairuddin tiraría con fuerza de un gran grupo durante las primeras vueltas, al tiempo que Dirección de Carrera sancionaba a Salom, Folger, Rossi, Jack Miller y Alberto Moncayo por adelantarse en la salida.
Salom sería el primero en cumplir con el paso por el pit lane, mientras que por delante Khairuddin había perdido posiciones y en cabeza de carrera el gran grupo era liderado por Cortese, seguido por Miguel Oliveira, Nikklas Alo, el propio Khairuddin, Álex Rins, Viñales, Sissis y Efrén Vázquez, que había perdido varias posiciones durante la salida. Moncayo y Folger también pasaban por el pit lane y se reincorpraban a carrera, lo mismo que Jack Miller.
Con el paso de las vueltas Cortese y Oliveira habían conseguido dos segundos de ventaja sobre Viñales -que había recuperado posiciones- Rins, el local Sissis y el resto del segundo grupo.
La ventaja de Cortese y Oliveira llegaría a los cuatro segundos sobre Viñales en la vuelta 12. El español rodaba con Rins, Fenati y Sissis a su rueda y los intercambios de posiciones en este grupo eran constantes. Sin embargo, unos momentos después se producía la caída de Viñales. El catalán volvía a pista con daños en su moto que le obligaban a entrar en boxes y retirarse definitivamente.
A seis vueltas del final Oliveira asumía el liderato de carrera mientras que en el segundo grupo continuaba una dura lucha entre Fenati, Tonucci, Kent, Vázquez, Rins y Sissis. La caída de Viñales dejaba abierta la lucha por el subcampeonato para el sancionado Salom, aunque en esos momentos rodaba décimo séptimo.
Cuando quedaban dos vueltas Cortese había recuperado la primera posición sobre Oliveira. Khairuddin, muy retrasado y que venía evidenciando problemas mecánicos, terminaba sufriendo una caída por ese mismo motivo.
En las dos últimas vueltas Cortese tiraba con fuerza y lograba una mínima ventaja sobre Oliveira, incapaz de seguir su ritmo. Si parecía que la victoria estaba en manos de Cortese en el grupo que luchaba por la tercera posición nada podía predecirse. Sissis y Kent tomaban la iniciativa mientras Vázquez se mantenía en la cola del grupo en la última vuelta.
Cortese ganaría la carrera con más de un segundo de ventaja sobre Oliveira, mientras que la ansiada tercera posición iba finalmente a manos del local Sissis, que subía al podio por primera vez precisamente ante el público australiano.
Rins sería cuarto al adelantar a Kent en los últimos metros , seguido por Fenati, Tonucci, Vázquez, Álex Márquez, Isaac Viñales y Jonas Folger, undécimo después de la sanción. Adrián Martín era duodécimo, Salom décimo quinto y Alberto Moncayo décimo séptimo.
Clasificación Carrera GP Australia Moto3
| 1 | Sandro CORTESE | KTM | 38'20.014 |
| 2 | Miguel OLIVEIRA | SUTER HONDA | 38'22.122 |
| 3 | Arthur SISSIS | KTM | 38'25.045 |
| 4 | Alex RINS | SUTER HONDA | 38'25.098 |
| 5 | Danny KENT | KTM | 38'25.121 |
| 6 | Romano FENATI | FTR HONDA | 38'25.123 |
| 7 | Alessandro TONUCCI | FTR HONDA | 38'25.388 |
| 8 | Efren VAZQUEZ | FTR HONDA | 38'25.908 |
| 9 | Alex MARQUEZ | SUTER HONDA | 38'50.797 |
| 10 | Isaac VIÑALES | FTR HONDA | 38'50.925 |
| 11 | Jonas FOLGER | KALEX KTM | 38'52.817 |
| 12 | Adrian MARTIN | FTR HONDA | 38'53.316 |
| 13 | Jakub KORNFEIL | FTR HONDA | 38'53.493 |
| 14 | Brad BINDER | KALEX KTM | 38'54.116 |
| 15 | Luis SALOM | KALEX KTM | 39'03.763 |
| 16 | Alan TECHER | TSR HONDA | 39'03.841 |
| 17 | Alberto MONCAYO | FTR HONDA | 39'09.408 |
| 18 | Armando PONTONE | IODA | 39'26.565 |
| 19 | John McPHEE | KRP HONDA | 39'26.602 |
| 20 | Louis ROSSI | FTR HONDA | 39'28.815 |
| 21 | Jack MILLER | HONDA | 39'28.922 |
| 22 | Kenta FUJII | TSR HONDA | 39'30.044 |
| 23 | Giulian PEDONE | SUTER HONDA | 39'30.425 |
| 24 | Lincoln GILDING | HONDA | 39'53.524 |
| 25 | Sam CLARKE | HONDA | 39'44.906 |
