La carrera plagada de bandera amarilla de precaución comenzó con el ganador de la pole, el estadounidense Marco Andretti, perdiendo de inmediato en la salida el liderato que recayó en Dixon, cinco veces campeón de la NTT IndyCar Series, desde la primera curva, en lo que iba a ser el anticipo de su hundimiento posterior.
Sato, quien también ganó las 500 Millas de Indianápolis en el 2017, tomó la delantera sobre Dixon en la vuelta 157 justo antes de que ambos hicieran sus últimas paradas en boxes bajo el green.
El piloto de Rahal Letterman Lanigan Racing luego volvió a ponerse en cabeza y se defendió de varios desafíos de Dixon mientras se lanzaba a través del tráfico.
Sato lideró 27 vueltas, incluidas las 16 finales, en su Dallara-Honda No. 30 después de largar tercero.
"Esto es increíble", declaró Sato a Marty Snider de NBC Sports en el círculo de ganadores. "Obviamente, nos quedamos en boxes (una vuelta) antes que Dixie. Sabíamos que en términos de estrategia de combustible era un poco ajustado, pero todo el equipo hizo posible el triunfo y mi agradecimiento es infinito".
Es la segunda victoria de la Indy 500 para Rahal Letterman Lanigan Racing, que también ganó en el 2004 con Buddy Rice. Entre los que se unieron a la celebración con Sato se encontraba el renombrado personaje de televisión David Letterman, el copropietario de su automóvil.
"Dios te bendiga, amigo mío, muchas gracias", le dijo Letterman a Sato mientras lo abrazaba. "Hiciste un trabajo excepcional".
Más de una cuarta parte de la carrera se corrió en amarillo, ya que fue frenada por siete amonestaciones durante 51 vueltas, incluidas las últimas cuatro.
El estadounidense Spencer Pigot, compañero de equipo de Sato, giró en la curva 4 en la vuelta 194 oficial, y sufrió un fuerte impacto con la barrera de neumáticos en la entrada a boxes.
Pigot pudo salir de su automóvil destruido después del fuerte impacto, pero los trabajadores de seguridad lo ayudaron a subir a una camilla. Los funcionarios de IndyCar dijeron que Pigot estaba despierto y alerta y que sería transportado al Hospital Metodista cercano para una evaluación adicional.
Dixon, quien lideró 111 de 200 vueltas en su No. 9 Dallara-Honda, terminó segundo por tercera vez en la Indy 500, seguido por los estadounidenses Graham Rahal, Santino Ferrucci y Josef Newgarden, respectivamente.
El piloto neozelandés había salido del liderato una vuelta después de Sato en la 169, y pensó que tenía asegurada la victoria por el combustible.
"Definitivamente es difícil de tragar", declaró Dixon tras la carrera. "Tuvimos un gran día. En cuanto al consumo de combustible, realmente no veo cómo (Sato) lo lograría".
El novato mexicano Pato O'Ward, de 21 años, el canadiense James Hinchcliffe, y los estadounidenses Colton Herta, Jack Harvey y Ryan Hunter-Reay completaron el top 10.
Fue la primera carrera de Indy 500 fuera de mayo y también se llevó a cabo sin aficionados debido a la pandemia del nuevo coronavirus (COVID-19), una ausencia que a todos los pilotos les pareció "frustrante" porque le faltó la "energía" que se necesita en las carreras y en especial en el Indianapolis Motor Speedway, donde se dan cita hasta 300.000 personas.
Sin embargo, Bobby Rahal, copropietario del auto de Sato y ganador de la Indy 500 en el 1986, admitió que en las últimas vueltas no se dio cuenta que faltaban los espectadores.
El gran derrota de la carrera fue el equipo de Andretti Autosport, que después de colocar cuatro de sus seis entradas en las tres primeras filas de salida, al final todo salió mal y su mejor clasificado fue Hunter-Reay, en el décimo puesto.
Andretti nunca lideró una vuelta ya que cedió primero a Dixon en la primera curva y luego corrió fuera de los cinco primeros durante gran parte del día.
Su compañero de equipo Alexander Rossi, el ganador en el 2016 y subcampeón del año pasado, lideró 17 vueltas y parecía tener un auto capaz de desafiar a Dixon, pero una penalización y posterior choque lo dejó fuera de la carrera.
Aparte de O'Ward, también fue una carrera difícil para los cinco novatos en el campo, incluido el español Alex Palou también se estrelló en la curva 1 en la vuelta 121 oficial después de correr bien en su debut en Indy.
Mientras que los veteranos excampeones con el legendario Helio Castroneves a la cabeza le dieron interés y emoción a la carrera después que el piloto brasileño, de 45 años, logró ocupar el undécimo puesto tras haber salido desde el vigésimo octavo.
Menos brillante estuvo el dos veces campeón del mundo de Fórmula 1, el español Fernando Alonso, que salió en el puesto 26 y acabó en el 21, en lo que fue su tercera participación en las 500 Millas de Indianápolis, de las que estará ausente al menos por dos años tras haber decidido volver a la Formula 1 con el equipo de Renault.