A tavaszi hőség a délutáni kezdésre is megmaradt Barcelonában, az időmérő pedig teljes mezőnnyel kezdődött meg, miután a harmadik edzésen problémákkal szembesülő Mick Schumacher és Pierre Gasly autóját is sikerült időben megjavítani.

A Q1 végeredményében maradt a Ferrari eddig kirajzolódott árnyalatnyi előnye, hiszen Charles Leclerc és Carlos Sainz diktálták a tempót. A kiesők közé került viszont két világbajnok is, hiszen Sebastian Vettel, Fernando Alonso, Lance Stroll, Alexander Albon és Nicholas Latifi nem folytathatta a körözést az első 18 per után. Ez azt is jelentette, hogy a Red Bullra hajazó új külsejével a figyelmet magára irányító Aston Martin egyik autója sem jutott túl az első szakaszon.

A Q2-ben eleinte a két Mercedes diktálta a tempót, ám a második menetre már a többiek is friss gumikkal érkeztek, így végül Max Verstappen elsőségével ért véget a szakasz. A kiesőhelyeken azt követően történt még változás, hogy mindenki befejezte a körét, hiszen pályaelhagyás miatt elvették Lando Norris legjobb körét, így helyette Mick Schumacher jutott az utolsó szakaszba – első alkalommal F1-es karrierje során. Norris mellett itt búcsúzott még Esteban Ocon, Yuki Tsunoda, Gasly és Guanyu Zhou is.

A Q3-ba a Red Bullok, a Ferrarik, a Mercedesek, a Haasok, valamint Daniel Ricciardo és Valtteri Bottas jutott be. Az első menetek után Verstappen állt az élre, miközben Leclerc a harmadik szektorban megpördült, így idő nélkül maradt. Második nekifutásra sem óvatoskodott viszont, így végül több mint három tizeddel felülmúlva a végén hajtásgondokkal szembesülő Verstappen idejét megszerezte a pole-pozíciót, negyedik alkalommal az idei szezonban. Sainz lett a harmadik, de a spanyol már több mint négy tizedet veszített csapattársához képest. A Mercedes javulása jól látható, de az első sorra még nem volt esélyük, George Russell és Lewis Hamilton a 4. és a 6. rajthelyet szerezték meg, közrefogva Sergio Pérezt.