Palou, que salió en la segunda posición de la parrilla, superó al sueco Marcus Ericsson (Andretti Global), que salía en la 'pole', pero Kirkwood sorprendió con la victoria.
Por su lado, el mexicano Beto O'Ward, tercero en la clasificación del sábado, perdió la posición de podio en la tercera vuelta y terminó la carrera en la quinta posición.
Después de Kirkwood y Palou, el podio en Arlington lo completó el australiano Will Power (Andretti Global).
Fue la primera edición del Gran Premio de Arlington, un circuito urbano trazado alrededor del AT&T Stadium, el estadio de los Dallas Cowboys de la NFL.
Palou superó a Ericsson cuando ambos pararon a boxes en la vuelta 16 para cambiar neumáticos. Los mecánicos de Chip Ganassi fueron tres segundos más rápidos que los de Andretti Global, lo que permitió al catalán salir de la parada en primera posición.
El cuatro veces campeón de la Indycar (2021, 2023, 2024 y 2025) volvió a entrar a boxes en la vuelta 29, lo que permitió tomar el liderato a Power, con una estrategia diferente de neumáticos.
Pero cuando Power paró, Palou recuperó la primera posición en la vuelta 45, eso sí, amenazado por Kirkwood, que le iba recortando segundos giro a giro con un monoplaza claramente más rápido.
En la vuelta 54, a 16 del final, el estadounidense lanzó su primer ataque, superó a Palou por el interior y se escapó rumbo a la victoria hasta cruzar la meta.
"Sinceramente, lo intenté con todas mis fuerzas. Apreté mucho en los dos primeros relevos, pero veía que ese 27 (Kirkwood) iba un poco más rápidos que nosotros. Pensé: 'Va a ser bastante difícil'", afirmó Palou en declaraciones a Fox tras cruzar la meta.
"Hizo un adelantamiento increíble hay que reconocerlo. Fue muy limpio y realmente impresionante. Así que nada, intentaremos ganarles en un par de semanas", añadió.
Tras las tres primeras pruebas del campeonato, Kirkwood se pone líder del campeonato con 126 puntos, con Palou segundo con 102 y O'Ward tercero con 93.