Ryan Hunter-Reay heeft in de tweede race op Detroit de zege gepakt door teamgenoot Alexander Rossi te verslaan in een rechtstreeks duel. Hunter-Reay kwam na zijn derde en laatste pitstop meer dan 6 seconden achter Rossi, die de race met twee pitstops probeerde af te leggen, de baan op. Dat gat kon Hunter-Reay dichten en met nog 10 ronden te gaan kon hij de druk opvoeren bij Rossi. Die druk leidde tot een remfout, zodat Hunter-Reay de leiding en de zege pakte, voor Will Power en Ed Jones.

Na de regen in de ochtend in Detroit was de baan 's middags weer opgedroogd. De start van de race ging echter al mis voor de groene vlag gezwaaid werd. De pace car, bestuurd door een directeur van Chevrolet, ging in de eerste bocht na uitkomen pits overdwars en de muur in. Het hele veld kwam achter de pace car tot stilstand. Nadat de inzittenden van de pace car veilig en wel uit konden stappen kostte het opruimen van de schade en het hele veld weer in de pits krijgen ruim een half uur. In die tijd kreeg René Binder een straf van twee ronden voor werken aan de auto.

De tweede poging van de start ging beter en het was Rossi die de pole omzette in de leiding. Achter Rossi en Robert Wickens zijn Will Power, Ed Jones en James Hinchcliffe in gevecht. Wickens hield daarin de tweede plaats vast. Halverwege de eerste ronde draait Spencer Pigot in de rondte, naar eigen zeggen na contact met Santino Ferrucci, die later bij het uitkomen van de pits zou spinnen. Voor het incident met Pigot, waarbij Sebastién Bourdais en Josef Newgarden tijdens het ontwijken elkaar ook nog raken, was de eerste neutralisatie van de dag nodig.

De eerste neutralisatie zou ook meteen de laatste zijn. De rest van de race vond volledig onder groen plaats, wat de kans bood aan de verschillende strategieën om zich volledig uit te spelen. Rossi en Power hadden zich duidelijk ten doel gesteld met twee pitstops de race uit te rijden. Daarvoor moesten beide coureurs banden en brandstof sparen. Wickens en Hunter-Reay gingen voor drie stops en konden dan ook het grootste deel van de race pushen.

Voor Wickens pakte de drie stop strategie niet goed uit toen hij na zijn tweede stop in verkeer de baan op kwam. Sebastién Bourdais was na zijn lekke band in ronde 1 aan een indrukwekkende inhaalrace begonnen. In ronde 38, nadat hij tot plaats vier gekomen was, kwam daar een einde aan. Met waarschijnlijk een probleem aan de ophanging spinde Bourdais in de snelle eerste bocht. De Fransman wist zijn wagen uit de muur te houden en IndyCar kon de situatie afdoen met een lokale gele vlag.

Vooraan maakte Rossi en Hunter-Reay hun laatste pitstops. Rossi leek met zijn voorsprong de beste papieren in handen te hebben, maar kon niet rustig aan doen met een hard pushende Hunter-Reay achter zich en kon ook niet voorkomen dat Hunter-Reay het gat dichtte. Rossi had duidelijk moeite met het aanremmen en blokkeerde af en toe zijn band lichtjes, totdat hij voor bocht 3 met zeven ronden te gaan de banden hard blokkeerde en rechtdoor de uitloopstrook in schoot. Rossi moest pitten voor nieuw rubber en zou uiteindelijk maar als 12e over de finish komen.

Meerdere coureurs profiteerden van de fout van Rossi. Ed Jones, die tijdens de race zijn teamgenoot en race 1 winnaar Scott Dixon achter zich hield, klom één plaats naar voren en finishte daarmee op het podium. Will Power eindigde op de tweede plaats en nam de leiding in het kampioenschap weer over. Grootste winnaar was echter Ryan Hunter-Reay, die in Detroit zijn eerste zege pakte sinds Pocono 2015 en jubelend zijn zege vierde door in de fontein te springen.

Volledige uitslag van de race op Detroit Belle Isle