Drugi czas uzyskał lider klasyfikacji generalnej mistrzostw świata Niemiec Nico Rosberg z Mercedesa GP, który był wolniejszy o 0,169 s, a trzeci - jego kolega z ekipy, broniący tytułu Brytyjczyk Lewis Hamilton - strata 0,320 s.
Z drugiej linii, obok Hamiltona, będzie startował czterokrotny mistrz świata Niemiec Sebastian Vettel z Ferrari.
W trzeciej linii na starcie staną Niemiec Nico Huelkenberg (Force India) i Hiszpan Carlos Sainz Jr (Toro Rosso). Szósty czas kwalifikacji miał Fin Kimi Raikkonen (Ferrari), ale został karnie przesunięty o pięć pozycji, gdyż w jego bolidzie została wymieniona skrzynia biegów. Dziesiąty w kwalifikacjach był Hiszpan Fernando Alonso z McLarena.
Pechowo zakończyła się walka o pole position dla zwycięzcy poprzedniego wyścigu (GP Hiszpanii), 18-letniego Holendra Maxa Verstappena z Red Bulla. Już podczas pierwszej części kwalifikacji (Q1) uderzył prawym przednim kołem w barierę ochronną. Uszkodzone zostało zawieszenie, koło się urwało, bolid został rozbity i holenderski kierowca będzie ruszał do niedzielnego wyścigu z ostatniej, 11. linii.
15 maja w Grand Prix Hiszpanii Verstappen odniósł pierwsze zwycięstwo w karierze i stał się najmłodszym triumfatorem wyścigu Formuły 1 w historii. Holender przeszedł do ekipy Red Bulla z Toro Rosso przed wyścigiem w Barcelonie, gdy zastąpił Rosjanina Daniiła Kwiata, który miał słabsze niż się spodziewano wyniki, a do tego dwa razy doprowadził do kolizji z Vettelem.
