Lewis Hamilton var på väg mot seger i Valencia. Men när teamet inte hade hjulen klara vid andra depåstoppet tappade Hamilton ledningen till Rubens Barrichello som tog hem segern.
En rörd Barrichello jublar efter segern.
De båda McLarenförarna, Hamilton och Kovalainen, var först ut ur de inledande kurvorna där Kovalainen täckte upp för Hamilton så att denne fick en lucka i ledning. Barrichello hängde fint med Kovalainen. Barrichello hade betydligt mer bränsle än Kovalainen och kunde utnyttja en längre stint med att köra några riktigt snabba varv när Kovalainen gjorde sitt första depåstopp och tog på så sätt hand om andraplatsen bakom Hamilton som tycktes gå mot en solklar seger.
Men på varv 38 förändrades allt när teamet inte var klara för att ta emot Hamilton i depån utan det stoppet tog 14 långa sekunder och Barrichello var i en ledning som han förvaltade väl tills målflaggan föll.
Det var Barrichellos tionde seger i Formel 1 och den första sedan Shanghai 2004.
Kimi Räikkönen gjorde ett starkt race från sin sjätte startruta och med ett bra andra depåstopp tog han hand om tredjeplatsen före Heikki Kovalainen.
Nico Rosberg flaggades av som femma medan hans teamkompis hos Williams, Nakajima, fick racet förstört efter en punktering där det tog en bra stund innan han kunde ta sig in i depån för att få nya hjul.
Mästerskapsledande Jenson Button kom bra i väg i själva startögonblicket men gjorde sedan en fatal placering av bilen i första kurvan där han fick bromsa upp och släppa flera bilar förbi sig. Button jobbade sig upp till en sjunde plats i mål efter Fernando Alonso.
Sista poängplatsen gick till BMW Sauber genom Robert Kubica.
Tabelltvåan Mark Webber hos Red Bull fick det inte alls att stämma och slutade på en poänglös nionde plats. Han fick dessutom se sig passerad i sammandragen av Barrichello som är ny tvåa, 18 poäng bakom Button.
De båda Toyotaförarna, Glock och Trulli, fick sina chanser till bra placeringar förstörda redan i starten då de båda var involverade i närkontakter med andra bilar.