Voor de eerste keer in de geschiedenis werd de Grand Prix van Spanje verreden op het circuit van Montjuich. Dit circuit was in 1966 heropend nadat het een lange periode gesloten was. Toen werd er echter weer een wedstrijd voor Formule 2 wagens gehouden. Het circuit, dat volledig bestond uit publieke wegen, liep rond en door het Montjuich Park. Het bestond uit vele bochten, gaande van haarspeldbochten tot enkele erg snelle bochten. De totale lengte bedroeg 3,79 km en de gemiddelde snelheid bedroeg ongeveer 160 km/u. Op het circuit Formule 1 waardig te maken, werden grote delen van het circuit voorzien van een nieuwe asfaltlaag. Rond het volledige circuit werden er dan ook nog vangrails geplaatst.

In totaal passeerden er amper 14 coureurs de inschrijvingstafel. Deze waren verdeeld over de teams van Lotus, Brabham, McLaren, Matra, BRM en Ferrari. Van privé zijde waren de teams van Reg Parnell, Rob Walker en Frank Williams aanwezig.

De trainingen, die begonnen op donderdag, werden in het begin door de coureurs gebruikt om de verhoudingen van hun versnellingsbak aan te passen. Jacky Ickx kwam zelfs daar niet aan toe want in zijn eerste ronde viel hij, halverwege de ronde, al stil. Jochen Rindt had andere problemen. Hij beschadigde de neussectie van zijn Lotus toen hij een … straathond overreed. Eén van de enige rijders die geen problemen kende, was Chris Amon. Hij kende het circuit van de Formule 2 race in 1966 en hierdoor geholpen reed hij de snelste ronde in 1’27,6”. Slechts twee andere coureurs reden onder de 1’30”. Graham Hill reed 1’28,4” en Jackie Stewart 1’28,9”.

Ook op vrijdag was Chris Amon de snelste, al moest hij deze keer deze plaats delen met Graham Hill. Jackie Stewart verbeterde zich tot 1’28,0”, gevolgd door Jochen Rindt die 1’28,3” reed. De enige coureur die zijn tijd van gisteren niet kon verbeteren, was Jack Brabham. Hij stond dan ook de meeste tijd in de pit doordat hij zijn Brabham beschadigd had na een schuiver die in de vangrails eindigde.

Tijdens de laatste training, op zaterdagnamiddag, ging het gevecht voor de pole positie gewoon door. Bij Lotus hadden ze bredere neusvinnen en een grotere achtervleugel gemonteerd. Graham Hill en Jochen Rindt profiteerden van deze aanpassingen en gingen onder de grens van de 1’27,0”. Chris Amon beantwoorde deze versnelling door 1’26,2” te rijden. Maar het was uiteindelijk toch Jochen Rindt die in de Lotus 49B een tijd van 1’25,7” wist neer te zetten. Graham Hill, die 1’26,6” reed, mocht als derde, maar ook nog op de eerste startrij, vertrekken. Jackie Stewart stond samen met Jack Brabham op de tweede startrij.

Na de warming-up, op zondagmorgen, leek het deelnemersveld meer op een slagveld. Zo had de BRM van Jackie Oliver last van een olielek. De nieuwe Ford motor die Matra had gemonteerd in de wagen van Jackie Stewart was slechter dan de ‘oude’ motor en verschillende andere coureurs hadden nog af te rekenen met kleine probleempjes. Toen de race, met 30 minuten vertraging, dan eindelijk begon, stonden er amper 12 wagens op de grid. De mecaniciens van BRM waren nog naarstig aan het werken aan de wagen van Jackie Oliver en de startmotor van de wagen van Piers Courage was defect. Daardoor moest hij eerst in gang worden geduwd, maar dat mocht pas gebeuren als iedereen al vertrokken was.

Op het einde van de eerste ronde reed Jochen Rindt al afgescheiden aan de leiding. Dan volgden Chris Amon, Jo Siffert, Graham Hill, Jack Brabham, Jackie Stewart, Jacky Ickx, Denny Hulme, John Surtees, Bruce McLaren, Pedro Rodriguez en Jean Pierre Beltoise. Op grote achterstand kwam Piers Courage als dertiende door en Jackie Oliver stond nog steeds in de pit. Hij zou trouwens maar één ronde rijden, want het olielek bleek ook dan nog niet gedicht te zijn. Vooraan reed Jochen Rindt weg van Chris Amon die op zijn beurt wegreed van Jo Siffert en Graham Hill. In de 7e ronde ging Graham Hill voorbij Jo Siffert naar de derde plaats. Twee ronden later verloor Graham Hill, in de eerste bocht na de pit, de controle over zijn stuur en knalde in de vangrails. De Lotus werd hierbij zwaar beschadigd maar gelukkig was Graham Hill zelf ongedeerd. De reden voor het ongeval was onduidelijk, maar volgens Graham Hill zelf was de steun van de achtervleugel afgebroken en was hij daardoor van de baan gevlogen. Hij liet de mecaniciens een pitbord klaarmaken met een waarschuwing voor Jochen Rindt. Maar voor de waarschuwing werd gegeven, brak ook de achtervleugel van de Lotus van Jochen Rindt af. Op identiek dezelfde plaats vloog hij van de baan, recht tegen het wrak van Graham Hill. Zijn wagen vloog daarbij over de kop. Rindt mocht van geluk spreken dat hij hier enkel een gebroken neus en enkele bulten en builen aan overhield. De extra grote vleugel zorgde er voor dat de steunen afbraken bij zoveel extra kracht.

Op het moment van zijn ongeval had Jochen Rindt al 7 seconden voorsprong op Chris Amon, die de leiding nu had overgenomen. Op 25 seconden volgde dan Jo Siffert. Vijf seconden verder volgde dan Jackie Stewart, die in de zevende ronde voorbij Jack Brabham was gegaan. Dan volgden Jacky Ickx, Denny Hulme, Bruce McLaren, Jean Pierre Beltoise, Pedro Rodriguez en John Surtees. Ondertussen had Piers Courage zijn Ford motor opgeblazen en had hij de race verlaten. Denny Hulme was de volgende die de pit ging bezoeken. Hij was niet tevreden met de ‘handling’ van zijn wagen. Net toen hij terug op de baan verscheen, blies Jo Siffert zijn Ford motor op waardoor de voorsprong van Chris Amon nu 40 seconden bedroeg op Jackie Stewart. Jack Brabham en Jacky Ickx waren de enige twee anderen die nog in dezelfde ronde reden. De rest van het deelnemersveld lag ver verspreid over de omloop, zodat er voor de toeschouwers niet erg veel te beleven viel. Maar toch was de race nog niet gedaan! Plots, in de 57e ronde, met de zege voor het grijpen, blies Chris Amon zijn Ferrari krachtbron op. Jackie Stewart nam de leiding over en alleen Jacky Ickx reed nog in dezelfde ronde. Niet voor lang echter, want in de 65e ronde brak ook bij de Belg de achtervleugel af. Jacky Ickx kon nog wel de pit bereiken waar de mecaniciens direct begonnen met het vervangen van de vleugel. Bruce McLaren maakte van deze pitstop gebruik om op te rukken naar de tweede plaats, al had hij dan al meer dan twee ronden achterstand op Jackie Stewart. Jacky Ickx kwam als derde terug op de baan. Hij reed weer even snelle rondetijden als voor zijn pitstop, maar had toch geen kans meer om Bruce McLaren bij te benen. Hij leek echter wel zeker van de derde plaats, tot hij, op vijf ronden voor het einde, de strijd moest staken omdat de achterwielophanging het deze keer had begeven. Jackie Stewart reed rustig naar een onverwachte zege. Hij had meer dan twee ronden voorsprong op Bruce McLaren. Op drie ronden werd Jan Pierre Beltoise derde en in dezelfde ronde werd Denny Hulme vierde. Vijfde werd John Surtees en Jacky Ickx werd toch nog als zesde geklasseerd.

In de stand voor het wereldkampioenschap had Jackie Stewart het maximum van de punten, namelijk 18. Dan volgden Bruce McLaren met 8, Denny Hulme met 7 en Graham Hill met 6 punten. Bij de constructeurs had Matra/Ford 18 punten voor McLaren/Ford met 10, Lotus/Ford met 6 en BRM 2 punten.