Start se povedl Powerovi, který se z třetího místa protáhl na první. Stejně jako sobotu, i v neděli skončil závod pro AJ Allmendingera ještě v prvním kole, tentokrát dojel jen do druhé zatáčky, pak ztratil kontrolu nad vozem a vrazil do zdi. Tím vyvolal první neutralizaci.

Při restartu vrátil Conway Powerovi předjetí a znovu se ujal vedení. Závodilo se jen do desátého kola. V komplexu okolo fontány ztratila nad vozem kontrolu Simona de Silvestro a čelně vrazila do zdi. Při restartu postrčil Carpenter zezadu Taglianiho a ten ve třetí zatáčce skončil zapíchnutý do bariéry, nicméně po vytažení mohl dojet pro nové přední křídlo a pokračovat. Ve stejném kole zůstal v šesté zatáčce stát se zhasnutým motorem Newgarden, na trať tak znovu musel pace car. Vyhýbaje se Carpenterovi a Taglianimu, kolidovali spolu Castroneves a Viso. Viso měl poškozené přední křídlo a musel do boxů pro nové. Krátká žlutá fáze trvala jen kolo.

Na stejném místě jako předtím De Silvestro následně havaroval Hunter-Reay. On ovšem nejprve trefil pravou přední pneumatikou jednu zeď a pak narazil do druhé. Ale s poškozeným zavěšením dojel do boxů, kde se tým ihned pustil do oprav. Brzy se to ukázalo jako velmi moudré rozhodnutí.

Pro Simonu de Silvestro závod neskončil zrovna dobře. 

Další žlutou fázi přinesl ve 20. kole úlomek z vozu EJ Visa ležící ve druhé zatáčce. Power a Pagenaud jedoucí na třetím a čtvrtém místě toho využili k pit stopu. Vedoucí duo Conway a Dixon zůstávalo na trati. Po restartu ve 23. kole se ovšem opět závodilo jen jedno kolo. Po lehkém kontaktu s Vautierem skončil ve 4. zatáčce v pneumatikách Sató. ani této žluté nevyužili Conway a Dixon k pit stopu. Pole se rozdělilo do tří různých strategií. Conway a Dixon se snažili na dráze vydržet, co to šlo. Power a Pagenaud stavěli při předchozí žluté. Mezi nimi se pohybovala skupinka jezdců, v níž byli Franchitti, Kanaan a Vautier, kteří zastavili, jakmile se naskytla příležitost k prvnímu pit stopu, po kterém by jezdec dojel závod se dvěma pit stopy.

Sató skončil podobně jako v sobotu. 

Restart ve 28. kole přinesl další kolizi a další žlutou fázi, celkově už šestou. V první zatáčce zezadu najel do Powera Bourdais, Australana poslal směrem ke zdi oddělující závodní dráhu a pit lane. Jezdci snažící se objet kolizi po vnějšku kolidovali a dráhu zcela zablokovali. Do kolize e zapletli Castroneves, Briscoe, Viso, Bourdais, Power, Rahal, Wilson, Carpenter, Hinchcliffe a Tagliani. Jen Wilson a Tagliani ze závodu odstoupili. Bourdais, Rahal a Castroneves pokračovali dále, během žluté fáze na vozech Rahala a Castronevese týmy provedly nejnutnější opravy a jezdci se udrželi ve stejném kole jako lídr závodu. Briscoe musel čekat na nastartování motoru a ztratil jedno kolo. Ostatní při opravách v boxech ztratili kol několik. Předtím bourající Hunter-Reay tak díky tomu, že tým vůz opravil a vyslal jej zpět na dráhu, získal 5 pozic.

Willa Powera v letošní sezóně provází smůla. Frustrován po odstoupení z dobře rozjetého závodu, počkal si na místě nehody, až kolem znovu pojede celé pole. Bourdaisovi nejprve hrozil pěstí a pak po něm, tak jako před lety v Torontu Tomas Scheckter po Alexi Taglianim, hodil rukavice. Na rozdíl od včerejší nehody Saavedry a Andrettiho se to obešlo bez vztyčených prostředníčků. Neobešlo se to ovšem bez penalizace pro Bourdaise za zavinění nehody.

Conway a Dixon si mezitím odbyly zastávky v boxech. Dixon se dostal před Conwaye a díky tomu, že pole muselo místem nehody projíždět doslova krokem, vrátili se na druhém a šestém místě. Sportovní ředitel Beaux Barfield ale během dlouhé žluté fáze pole přeskupil a Dixona s Conwayem poslal na 7. a 8. místo.

Na prvním místě se objevil Kanaan, následovaný Vautierem, Franchitti, penalizovaným Bourdaisem, Andrettim, Kimballem, Dixonem, Conwayem, Pagenaudem, Rahalem, Saavedrou, Jakesem a posledním jezdcem ve stejném kole jako Kanaan byl Castroneves.

Restart přišel v 37. kole. Conway jej zvládl znamenitě a během půl kola předjel všechny tři piloty týmu Chipa Ganassiho a Andrettiho. A na konci kola byl třetí. V 39. kole Vautier předjel Kanaana a poprvé v kariéře v IndyCar se ujal vedení závodu, ovšem jen na krátko, protože záhy musel do boxů. Před Kanaana se dostal i Conway a opět vedl závod.

Ovšem tento stint jel na méně trvanlivé červené sadě, ta při restartu dostala zabrat a Conwaye záhy začali dojíždět Kimball a Dixon na stejné směsi pneumatik. Tým jej proto poté, co se před něj ve 46. kole Kimball dostal a Pagenaud na tvrdé sadě už byl na dosah, povolal do boxů. Vítěz sobotního závodu se vrátil šestý. Předvedl další nádherný souboj s Vautierem, Kimballem a Rahalem o páté místo.

Oba závody přinesly pěkné souboje, tady spolu bojují (zleva) Conway, Vautier, Rahal a Kimball. 

Díky dřívějšímu pit stopu se před něj dostal Franchitti, Conway zajížděl v každém kole o vteřinu rychlejší časy, protože Franchitti musel šetřit palivo. Na čele mezitím ujížděla dvojice Pagenaud a Jakes. Čtrnáct kol před koncem zajel Pagenaud do boxů a k překvapení všech se vrátil před Conwayem, kterému předtím tým do sluchátek říkal, že s Franchittim bojuje o vítězství. Ale najednou byl Pagenaud 6 a půl vteřiny před nimi.

I Jakes se vrátil z boxů před dvojicí Franchitti a Conway, ale před Pagenaudem to nestihl. Ten byl navíc rychlejší a pronásledovatelům ujížděl. Conway konečně zdolal Franchittiho, ale vyplýtval přitom většinu push-to-pass, které mu pak chyběly v souboji s Jakesem. Barfield opět v závěru neposlal na dráhu pace car, ačkoliv v jedné z únikových zón zůstal stát Vautier a potřeboval restartovat motor.

Jakes poprvé na stupních vítězů, Pagenaud poprvé na stupníku nejvyšším. Conway na pódiu dojel v obou závodech.

Pagenaud si tak mohl dojet nejen pro první vítězství v kariéře v IndyCar, ale také pro první vítězství týmu Sama Schmidta. Jakes nakonec Conwaye za svými zády udržel. Protože nikdo nevyhrál oba detroitské závody, zdvojnásobí Sonax prémii, pokud by se to někomu povedlo. Takový jezdec by už dostal 100 000 dolarů.

Vedení v šampionátu udržel Hélio Castroneves, který se na první místo dostal v sobotu. Ovšem Andretti má stejně bodů a Castroneves je první jen proto, že jeho nejlepším umístěním v letošní sezóně je druhé místo, kdežto Andretti byl nejlépe třetí. Naopak Power opět prohloubil svojí ztrátu, která teď činí už 82 bodů.