Marcus Ericsson, som startade från andra position, körde över mållinjen som tredje förare på stadsbanan i Long Beach.
Placeringen innebär att Ericsson, som kör för stallet Chip Ganassi Racing, tar ledningen i totalställningen.
Kvällens tävling var den tredje för säsongen och svensken låg inför loppet tvåa i totalställningen, efter seger i premiärloppet och en åttondeplats senast i Texas.
Amerikanen Kyle Kirkwood, som startade före Ericsson i pole position, vann loppet och tog därmed sin första vinst i Indycar-karriären.
På andraplats kom Kirkwoods stallkamrat i Andretti Autosport, Romain Grosjean.
Tidigare har Ericsson haft det tufft i Long Beach och aldrig tagit sig i mål.
Utöver Marcus Ericsson deltog även svensken Felix Rosenqvist, som slutade på sjundeplats.
Nästa tävling går den 30 april i Birmingham, Alabama.