Mendahului sejak awal, Rosberg mengkahiri pemanduan di posisi pertama, di hadapan rakan sepasukannya di Mercedes, Lewis Hamilton.
Sementara itu, Hamilton yang sudah mengunci gelaran juara dunia berakhir di tempat kedua. Podium ketiga diduduki pemandu Williams, Valtteri Bottas.
Dengan hasil ini, Hamilton masih mendahului senarai pemandu dengan 345 mata. Sementara itu, Rosberg naik ke tempat kedua dengan 272 mata, manakala Sebastian Vettel tidak mendapat mata setelah gagal menamatkan pemanduan kerana kemalangan.
Vettel ditimpa kejadian kurang baik apabila pada minit ke-52, kenderaannya tergelincir dan melanggar tembok.
Rosberg menamatkan perlumbaan dengan catatan waktu 1 jam 42 minit 35.038 saat.
"Mungkin ini adalah kemenangan terbaik saya musim ini. Ini adalah sebuah kemenangan yang luar biasa!" kata pelumba dari Jerman sebaik tamat saingan.
GP Mexico tahun ini lebih istimewa kerana ini merupakan kali pertama Mexico City kembali menjadi tuan rumah Formula 1 sejak 23 tahun.
Keputusan GP Mexico:
1. Nico Rosberg Mercedes-Mercedes 1:42:35.038
2. Lewis Hamilton Mercedes-Mercedes +1.9s
3. Valtteri Bottas Williams-Mercedes +14.5s
4. Daniil Kvyat Red Bull-Renault +16.5s
5. Daniel Ricciardo Red Bull-Renault +19.6s
6. Felipe Massa Williams-Mercedes +21.4s
7. Nico Hulkenberg Force India-Mercedes +25.8s
8. Sergio Perez Force India-Mercedes +34.3s
9. Max Verstappen Toro Rosso-Renault +35.2s
10. Romain Grosjean Lotus-Mercedes +37.9s
11. Pastor Maldonado Lotus-Mercedes +38.5s
12. Marcus Ericsson Sauber-Ferrari +40.1s
13. Carlos Sainz Jr Toro Rosso-Renault +48.7s
14. Jenson Button McLaren-Honda +49.2s
15. Alexander Rossi Manor Marussia-Ferrari +2 lap
16. Will Stevens Manor Marussia-Ferrari +2 lap
Gagal Tamatkan Perlumbaan
Felipe Nasr Sauber
Sebastian Vettel Ferrari
Kimi Raikkonen Ferrari
Fernando Alonso McLaren