Norris, que largou na pole position, liderou a prova até a última volta, mas na reta final abriu agem para Piastri receber a bandeirada. O australiano tinha deixado o companheiro ar no GP do Brasil, no início de novembro.
O britânico George Russell (Mercedes) completou o pódio, seguido pelas Ferrari do espanhol Carlos Sainz e do monegasco Charles Leclerc, quarto e quinto, respectivamente.
A McLaren somou 15 pontos, o máximo possível na corrida sprint, e aumentou sua vantagem no campeonato de construtores sobre a Ferrari.
Esta foi a segunda vitória de Piastri em corridas sprint. A primeira foi no ano ado, também no Catar.
"Tive que me defender (de Russel) durante toda a corrida, tive alguns poucos problemas, mas fizemos um grande trabalho de equipe. É incrível conseguir a dobradinha", destacou o australiano.
O holandês Max Verstappen (Red Bull), que na etapa de Las Vegas na semana ada garantiu o tetracampeonato mundial, terminou na oitava posição, depois de ter largado em sexto e cometido erros na primeira volta.