Hamilton kämpade till fjärde bakom Ferraris av titelledaren Sebastian Vettel och Kimi Raikkonen medan lagkamrat Valtteri Bottas tog en jungfruvinst.
Hamilton sade: " Stora gratulationer till Valtteri. Fantastiskt jobb och han förtjänar segern. Han har varit snabb hela helgen.
"För mig, bara en mycket, mycket konstig helg. Jag är bara hoppfull i nästa lopp kommer jag att kunna öka takten."
Bottas seger säkrade skadan på Hamilton i mästerskapet var begränsad så mycket som möjligt - Vettel leder nu med 13 poäng men det skulle ha varit 20 om den tyska vann loppet.
"Det är bra att vi är före Ferraris," Briton sade. "Det har stoppat Sebastian att dra sig undan för långt."
Hamilton var mer än en halv sekund långsammare än Bottas i kvalificering och som Finn gjorde en blåsbildning start från tredje och tog ledningen i det första hörnet, Hamilton gjorde inte marken från fjärde på rutnätet.
Den 32-årige led av överhettningsproblem när han jagade Raikkonen i den första stinten av loppet och föll tillbaka under depot-stopp perioden för att avsluta 25 sekunder bakom Finn och 36 bakom Bottas.
"Jag minns inte förra gången vi hade det [överhettning], sade Hamilton. "Det betydde att jag var ute ur loppet från början.
"Jag tror att jag hade takten att slåss med Kimi men bilen var bara överhettad hela tiden. Jag är säker på att vi kommer att gå tillbaka till ritbordet och räkna ut det."
Bottas gick med i Mercedes över vintern efter att världsmästaren Nico Rosberg gått i pension.
Bottas sa att hans första seger kändes "surrealistisk", men tillade: "Det är en bra känsla och jag är lycklig."
Han tillade: " Jag visste alltid att jag skulle kunna få bra resultat om allt gick rätt och jag alltid litade på min förmåga. Men det är skönt att få bekräftelse på att resultaten är möjliga.
"Det tog ganska lång tid, mer än 80 lopp för mig, men det är definitivt värt att vänta. Denna märkliga möjlighet kom till mig på vintern att gå med i laget och de gjorde det möjligt, så jag vill tacka dem."
Bottas flyttar in på tredje plats i mästerskapet, 23 poäng bakom Vettel och 10 bakom Hamilton.
Han sade: "[Att vinna titeln] har alltid varit det enda målet för mig i min karriär, men jag har inte haft chansen att bevisa det. Nu har jag chansen att bevisa att jag kan vinna tävlingar och titlar. För två veckor sedan sa folk att jag är nummer två föraren men idag ser det väldigt annorlunda ut."
Mercedeschauffören Lewis Hamilton sa att han var förbryllad över sin brist på tempo i ryska Grand Prix.