Igazi hőség fogadta a mezőnyt a barcelonai versenypályán a szombati időmérő edzésen.
A Q1-ben Hamilton, Perez és Verstappen jutott tovább a legjobb eredményekkel, míg Giovinazzi a két Williams és a két Haas kiesett, annak ellenére, hogy a tegnapi napon Grosjean simán a top 10-ben volt.
Meglepetésre azonban továbbjutott Kimi Räikkönen az Alfa Romeóval.
A Q2-ben azonban nem jutott tovább a 14. helynél. Rajta kívül ekkor Ocon, Ricciardo, Kvyat és Vettel estek ki.
A Q3-ban hajszálon múlt, hogy Bottas jobb kört fusson, mint Hamilton, de végül Hamilton maradt az élen, Bottas a második lett, Verstappen, Perez és Stroll előtt.
A top 10 lágy gumikon futotta köreit a Q3-ban.
A kvalifikáció végeredménye:
| Versenyző | Csapat | Köridő | Differencia | |
| 1 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:15.584 | |
| 2 | Valtteri Bottas | Mercedes | 1:15.643 | 0.059 |
| 3 | Max Verstappen | Red Bull | 1:16.292 | 0.708 |
| 4 | Sergio Perez | Racing Point | 1:16.482 | 0.898 |
| 5 | Lance Stroll | Racing Point | 1:16.589 | 1.005 |
| 6 | Alex Albon | Red Bull | 1:17.029 | 1.445 |
| 7 | Carlos Sainz Jr. | McLaren | 1:17.044 | 1.46 |
| 8 | Lando Norris | McLaren | 1:17.084 | 1.5 |
| 9 | Charles Leclerc | Ferrari | 1:17.087 | 1.503 |
| 10 | Pierre Gasly | AlphaTauri | 1:17.136 | 1.552 |
| 11 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:17.168 | 1.584 |
| 12 | Daniil Kvyat | AlphaTauri | 1:17.192 | 1.608 |
| 13 | Daniel Ricciardo | Renault | 1:17.198 | 1.614 |
| 14 | Kimi Raikkonen | Alfa Romeo | 1:17.386 | 1.802 |
| 15 | Esteban Ocon | Renault | 1:17.567 | 1.983 |
| 16 | Kevin Magnussen | Haas | 1:17.908 | 2.324 |
| 17 | Romain Grosjean | Haas | 1:18.089 | 2.505 |
| 18 | George Russell | Williams | 1:18.099 | 2.515 |
| 19 | Nicholas Latifi | Williams | 1:18.532 | 2.948 |
| 20 | Antonio Giovinazzi | Alfa Romeo | 1:18.697 | 3.113 |